Muskulatur wurde im Laufe der Evolution mehrmals "erfunden"

  • Die Muskeln einer Qualle (Clytia hemisphaerica), die sich durch Kontraktion der 
gestreiften Ringmuskulatur durchs Wasser bewegt. Muskeln sind rot gefärbt, 
Zellkerne blau.
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    foto: johanna kraus

    Die Muskeln einer Qualle (Clytia hemisphaerica), die sich durch Kontraktion der gestreiften Ringmuskulatur durchs Wasser bewegt. Muskeln sind rot gefärbt, Zellkerne blau.

Zentrales Muskel-Protein entstand, bevor es überhaupt Muskeln gab - Ursprünge von Muskulatur älter als gedacht

Wien - Bestimmte Proteine, die zentrale Bestandteile der Muskeln von höheren Tieren sind, sind nicht mit ihnen entstanden, sondern es gab sie wahrscheinlich bereits lange, bevor es die Tiere selbst gab. Damit sind sie viel älter als bisher angenommen.

Eine Forschergruppe um den Biologen Ulrich Technau von der Universität Wien hat 47 Proteine analysiert, die eine wichtige Rolle in der Muskulatur von Wirbeltieren spielen. Mit stammesgeschichtlichen Vergleichen konnten sie nachweisen, dass ein spezielles Myosin-Motorprotein, eines der entscheidenden Strukturproteine der gestreiften Muskulatur, durch eine Genduplikation entstanden ist. "Da dieses spezielle Myosin bisher ausschließlich in Muskelzellen gefunden wurde, hätten wir erwartet, dass sein Ursprung mit der Entstehung von Muskeln zusammenfällt", sagt Technau. Tatsächlich hatte das Myosin seinen Ursprung aber vermutlich bereits in Einzellern, fanden die Forscher heraus.

Muskeln mehrmals erfunden

In ihrer in Nature publizierten Studie zeichnen die Wissenschafter die Evolution von Muskeln in Tieren wie Quallen, Schwämmen und Seeanemonen nach. Die Einzeller dürften das Myosin, das später in quergestreiften Muskeln vorkam, wieder verloren haben. In höheren Lebewesen dagegen ist das Protein zu finden. In Schwämmen, die keine Muskeln haben, sind sie etwa Teil von Zellen, die den Wasserdurchfluss regulieren. An Nesseltieren wie Quallen oder Seeanemonen, die sich bereits vor 600 Millionen Jahren abgespalten haben und deren gestreifte Muskulatur jener von Wirbeltieren und Insekten ähnlich ist, konnten die Forscher aber zeigen, dass es keinen gemeinsamen Ursprung der Muskulatur gibt, sondern dass sie im Laufe der Evolution mehrmals neu entstanden ist. Es gebe auch kein Protein, das ausschließlich in Organismen vorkommt, die eine quergestreifte Muskulatur haben.

"Wir gehen davon aus, dass, aufbauend auf einem sehr alten Kernbestandteil von Proteinen, einzelne Linien ihre eigenen Proteine draufgesetzt und die quergestreifte Muskulatur unabhängig voneinander neu etabliert haben", sagt Technau. Für ihn ist es ein "schönes Beispiel, wie komplexe Zelltypen entstehen können, unabhängig voneinander, aber aufbauend auf bestehenden Komponenten, mit denen jede Linie weiter spielt. Dann fehlt gar nicht mehr so viel, um den entscheidenden Schritt zu einem komplexen Zelltyp zu machen." (APA, red/, DER STANDARD, 29.6.2012)

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