Schwamm aus dem Kambrium zeigt: Chitin ist älter als gedacht

25. Dezember 2013, 21:05
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Das Aminopolysaccharid stand bereits vor über 500 Millionen Jahren als biologisches Bauelement zur Verfügung

Chitin ist ein sogenanntes Biopolymer und zählt zu den häufigsten Grundbausteinen lebender Organismen. Das Polysaccharid ist bei Pilzen ebenso zu finden wie bei Gliedertieren und Weichtieren. Ein internationales Team von Wissenschaftern analysierte einen im Burgess-Schiefer der kanadischen Rocky Mountains entdeckten fossilen Hornschwamm. Die Untersuchung zeigte, dass Chitin offenbar bereits vor über 500 Millionen Jahren als biologisches Bauelement diente und damit älter ist als bislang angenommen.

Der Gegenstand der Untersuchungen war ein gut erhaltener fossiler Hornschwamm (Vauxia gracilenta) aus dem Erdzeitalter des Kambrium. In der damaligen Zeit vollzog sich die so genannte kambrische Explosion, die einem Urknall in der Paläontologie gleichkommt. In dieser verhältnismäßig kurzen Phase entwickelten sich die meisten der heutigen Tierstämme. Schwämme, welche zu den ersten Vielzellern auf unserem Planeten gehören, existierten bereits im Unterkambrium. Sie haben seit dem späten Kambrium mit nahezu unverändertem Körperbau überlebt.

Eines der Hauptergebnisse der in der Fachzeitschrift "Nature Scientific Reports" veröffentlichten Studie ist, dass die außergewöhnliche Thermostabilität von Chitin zusammen mit der vor Bakterien schützenden Mineralschicht ein Grund für die Erhaltung organischer Skelettgerüste über hunderte Millionen Jahre hinweg sein kann. So konnten die Forscher unter der Leitung eines Teams von der TU Bergakademie Freiberg beweisen, dass Chitin zu den wahrscheinlich thermostabilsten Biopolymeren gehört und sich bis 400 Grad Celsius in Zusammensetzung und Form nicht verändert.

Unter Mineralschicht konserviert

Mit Hilfe von modernen bioanalytischen und physikalischen Analysen zeigten die Forscher auf, dass das Aminopolysaccharid-Skelett des Hornschwammes unter einer Mineralschicht die Millionen von Jahre sehr gut überstanden hat. Als Ursache für die außergewöhnliche Erhaltung des Chitins in diesem fossilen Schwamm vermuten die Forscher die geologischen Vorgänge in der Burgess-Schiefer-Lagerstätte. Die höchste Temperatur, welcher diese Formation in ihrer Existenz ausgesetzt war, bewegt sich im Bereich um 260 Grad Celsius.

"Die untersuchten Schwämme können aufgrund ihrer uralten Herkunft und ihrer einzigartigen Chemie über grundlegende Fragen der molekularen Evolution wie zum Beispiel über die Bildung erster Chitin-basierter Skelette und über den Ursprung vielzelliger Lebewesen Aufschluss geben", so Hermann Ehrlich von der TU Bergakademie Freiberg.

Die neuen Erkenntnisse über den Aufbau des organischen Skeletts 505 Millionen Jahre alter, mariner fossiler Schwämme haben jedoch auch Auswirkungen auf die zukünftige Forschung: "Sie können Grundlage für eine Neubeschreibung der Rolle des Strukturbiopolymers Chitin in der Biomineralisation sein. Ebenso können die erzielten Resultate die Basis für neue technologische Strategien in der biomimetischen Synthese von Chitin-basierten Materialien und Biokompositen bilden." (red, derStandard.at, 25.12.2013)

  • Das Chitin-Skelett des Hornschwammes Vauxia gracilenta hat Jahrmillionen unter einer Mineralschicht gut überstanden.
    foto: hermann ehrlich

    Das Chitin-Skelett des Hornschwammes Vauxia gracilenta hat Jahrmillionen unter einer Mineralschicht gut überstanden.

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