Die versteckte Asymmetrie der Seeanemonen

16. Oktober 2009, 18:50
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Scheinbar symmetrische Tiere haben mehr als nur eine Körperachse - verantwortlich dafür sind die gleichen Moleküle wie bei uns

Wien - Seeanemonen sind als Nesseltiere evolutionär gesehen fast so weit von Wirbeltieren wie uns entfernt, wie es im Reich der vielzelligen Tiere geht - und dennoch lassen sich bei der Embryonalentwicklung verblüffende Ähnlichkeiten feststellen. Wissenschafter des Departments für Molekulare Evolution und Entwicklung der Uni Wien zeigten dies bereits vor zwei Jahren. Nun haben Ulrich Technau und sein Team eine weitere Ähnlichkeit zwischen Seeanemonen und Vertretern anderer Tierstämme nachgewiesen: Die - trotz des symmetrisch anmutenden Körperbaus - vorhandene Asymmetrie der Tiere wird von exakt den gleichen Molekülen reguliert, die bei höheren Tieren u.a. für Ausbildung von Bauch und Rücken verantwortlich sind.

Körperachsen

Die meisten höheren Tiere haben zwei Körperachsen - eine erste vom Kopf zum Schwanz und eine zweite vom Rücken zum Bauch. Die beiden Körperachsen sind bereits am Beginn der Embryonalentwicklung festgelegt - "quasi damit die Zellen wissen, was aus ihnen werden soll", so Technau, dessen gemeinsam mit Kollegen der Uni Bergen (Norwegen) erstellte Arbeit in den "Proceedings" der US-Akademie der Wissenschaften (PNAS) veröffentlicht wurde. Der dafür verantwortliche molekulare Mechanismus ist bei allen Organismen mit zwei Körperachsen gleich: Bei der embryonalen Bildung der Rücken-Bauch-Achse spielen zwei Signalmoleküle eine entscheidende Rolle: BMP4 und Chordin.

"Der Übergang von einer zu zwei Körperachsen war ein wichtiger evolutionärer Schritt, der zu einer Vielzahl von Körperbauplänen geführt hat", erklärte der Wissenschafter. Er konnte nun nachweisen, dass die genetischen Mechanismen, die für die Bildung einer zweiten Körperachse verantwortlich sind, schon sehr viel früher in der Evolutionsgeschichte entstanden sind als bisher angenommen wurde, nämlich vor mehr als 650 Millionen Jahren.

Festgestellt haben die Forscher das bei der Untersuchung von Seeanemonen: Diese Lebewesen haben sich auf einer relativ frühen Stufe der Evolution von den Ahnen anderer Tierstämme entfernt und haben - auf den ersten Blick - nur eine zentrale Körperachse. Doch tatsächlich gibt es auch im Körperbau der Seeanemonen morphologische Merkmale, aufgrund derer man eine zweite Achse entlang des schlitzförmigen Mundes erkennen kann. Die Wissenschafter hatten bereits früher festgestellt, dass BMP4- und Chordin-Moleküle, die bei höheren Tieren die "Rücken-Bauch-Achse" bilden, auch entlang dieser zweiten Achse der Seeanemonen zu finden sind. In der neuen Arbeit von Technau und seinem Team wurde die genaue Funktion der beiden Moleküle untersucht. Blockiert man in der Embryonalentwicklung der Seeanemonen die Aktivität dieser Moleküle, bildet sich keine zweite Achse, der Embryo kann sich nicht richtig entwickeln.

Anlagen vorhanden

"Daraus schließen wir, dass es beide Moleküle braucht, damit es zur Asymmetrie kommt", so der Forscher. Die Seeanemonen haben zwar unterschiedliche Achsen, es ist aber unklar, ob damit eine Übereinstimmung mit den Körperachsen anderer Tiere - ob Wirbeltiere oder Gliederfüßer besteht, betonte Mitautor Grigory Genikhovich von der Uni Wien. Man kann also - noch - nicht sagen, dass Seeanemonen "Bauch" und "Rücken" haben.

Allerdings besitzen sie bereits die molekularen Anlagen dafür. Schon vor mehr als 650 Millionen Jahren waren einfache Organismen in der Lage, Asymmetrien zu erzeugen. Die zweite Körperachse höherer Tiere, auch des Menschen, ist auf dieser Basis entstanden. "Die Grundlage für die spätere morphologische Komplexität von Lebewesen wie dem Menschen ist also bereits auf dieser Ebene vorhanden", so Technau. (APA/red)

  • Bild nicht mehr verfügbar

    Idealisierte Darstellung einer Seeanemone aus Glas

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