Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Über 500 Millionen Jahre altes Chitin in einem Ur-Schwamm entdeckt

17.12.2013
Chitin, als sogenanntes Biopolymer einer der häufigsten Grundbausteine lebender Organismen, stand bereits vor über 500 Millionen Jahren und damit früher als bislang vermutet als biologisches Bauelement für die Ur-Bewohner unseres Planeten zur Verfügung.

Diese Entdeckung hat ein internationales Team von Wissenschaftlern unter der Leitung einer Forschergruppe für Biomineralogie und extreme Biomemetik an der TU Bergakademie Freiberg gemacht, das einen fossilen Hornschwamm aus dem Burgess-Schiefer der kanadischen Rocky Mountains untersuchte.


Das Chitin-Skelett des Vauxia-Schwammes unter einer Mineralschicht hat die Millionen von Jahre sehr gut überstanden. Durchmesser von Skelettfasern: 0.1 mm

Hermann Ehrlich

Ein weiteres Schlüsselergebnis der rund fünf Jahre dauernden Experimente ist, dass die außergewöhnliche Thermostabilität von Chitin zusammen mit der vor Bakterien schützenden Mineralschicht ein Grund für die Erhaltung organischer Skelettgerüste bis in unsere Zeit hinein sein kann.

So konnten die Wissenschaftler aus Deutschland, England, Polen, Russland, der Tschechischen Republik und den USA beweisen, dass Chitin zu den wahrscheinlich thermostabilsten Biopolymeren gehört und sich bis 400 °C in Zusammensetzung und Form nicht verändert.

Im Laufe der Studien hatten die Forscher die Gesteinsproben des Schwammes zuerst gründlich gereinigt, um mögliche Kontaminationen der Neuzeit zu eliminieren. Danach wurde die Probe demineralisiert, wobei ein faseriges Gerüst aus dem Aminopolysaccharid Chitin zurückblieb.

Mit Hilfe von modernen bioanalytischen und physikalischen Analysen zeigten die Forscher auf, dass das Chitin-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 °C.

„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 Prof. 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.“

Die sogenannte Biomimetik will aus natürlichen Phänomenen Rückschlüsse für technische Innovationen ziehen, zum Beispiel neue Biomaterialien und Biokomposite entwickeln. Der Fokus des Freiberger Professors liegt dabei auf der Biomineralisation, also der Fähigkeit lebender Organismen wie Muscheln und Glasschwämme, Minerale zu bilden.

Der Gegenstand der Untersuchungen war ein gut erhaltener fossiler Hornschwamm (Vauxia gracilenta) aus dem Erdzeitalter des Kambrium, der aus dem Burgess-Schiefer der kanadischen Rocky Mountains stammt. In der damaligen Zeit vollzog sich die so genannte kambrische Explosion, die einem Urknall in der Paläontologie gleichkommt. Zu diesem Zeitpunkt existierten erstmals alle heutigen Tierarten gleichzeitig.

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. Diese Erkenntnis stammt vor allem aus Untersuchungen von Fossil-Lagerstätten, welche sich durch eine außergewöhnliche Erhaltung von Organismenresten auszeichnen. Dazu gehört zum Beispiel auch die fossile Fauna aus dem mittelkambrischen Burgess-Schiefer der kanadischen Rocky Mountains, welche unter anderem ebenfalls zahlreiche Formen von Ur-Schwämmen enthält.

Die Ergebnisse der Untersuchungen sind in der aktuellen Ausgabe der internationalen Zeitschrift Nature Scientific Reports veröffentlicht worden.

Bastian Fermer | idw
Weitere Informationen:
http://tu-freiberg.de/presse/aktuelles/aktuelles_detail.html?Datensatz=1890

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Einzelne Proteine bei der Arbeit beobachten
08.12.2016 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Herz-Bindegewebe unter Strom
08.12.2016 | Universitäts-Herzzentrum Freiburg - Bad Krozingen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einzelne Proteine bei der Arbeit beobachten

08.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Intelligente Filter für innovative Leichtbaukonstruktionen

08.12.2016 | Messenachrichten

Seminar: Ströme und Spannungen bedarfsgerecht schalten!

08.12.2016 | Seminare Workshops