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 Aus der Moosfabrik
20.10.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Wie Fettleibigkeit Brustkrebs aggressiver macht
20.10.2017 | Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt

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: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher untersuchen Pflanzenkohle als Basis für umweltfreundlichen Langzeitdünger

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

„Antilopen-Parfüm“ hält Fliegen von Kühen fern

20.10.2017 | Agrar- Forstwissenschaften

Aus der Moosfabrik

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie