Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Entwicklungszyklus von Weichtieren zeigt: Evolution ist keine Einbahn vom Einfachen zum Komplexen

18.10.2013
Zur Evolution von Weichtieren (Mollusken), z.B. Schnecken, Muscheln und Tintenfische, gibt es noch viele offene Fragen.

Die Arbeitsgruppe um den Zoologen Andreas Wanninger von der Universität Wien hat den Entwicklungszyklus eines einfach gebauten, wurmförmigen Vertreters dieses Tierstammes untersucht. Dabei fanden sie heraus, dass die Larven der zu den Furchenfüßern gehörenden Art Wirenia argentea eine weitaus komplexere Körpermuskulatur besitzen als die erwachsenen Tiere – erst im Laufe der Metamorphose kommt es zu einer Vereinfachung ihres Körperbaus. Die Ergebnisse dieses vom FWF geförderten Forschungsprojekts erscheinen aktuell im renommierten Fachjournal Current Biology.


Gesammelte Exemplare des Furchenfüßers "Helluoherpia aegiri" (Aplacophora, Mollusca) aus Bergen, Norwegen.

(Copyright: Maik Scherholz)

Die Weichtiere (Mollusken) – Schnecken, Muscheln, Tintenfische usw. – stellen mit derzeit ca. 200.000 bekannten Arten eine der artenreichsten Tierstämme dar. "Was sie für evolutionäre Studien besonders interessant macht, ist aber nicht ihr Artenreichtum, sondern vor allem ihre beachtliche morphologische Variabilität", so Andreas Wanninger, Leiter des Departments für Integrative Zoologie der Universität Wien. Um den evolutionären Ursprüngen dieser Tiergruppe auf die Spur zu kommen, konzentrierte sich das Team um Andreas Wanninger auf die unscheinbare Untergruppe der Stachelweichtiere (Aculifera) und nicht auf die oben genannten, bekannten Vertreter.

Die Stachelweichtiere untergliedern sich wiederum in Wurmmollusken (Aplacophora, "nicht-schalentragende Weichtiere") und Käferschnecken (Polyplacophora). Vor allem die Erstgenannten werden aufgrund ihrer relativ einfachen Körperarchitektur häufig als die ursprünglichsten Mollusken betrachtet, also als jene Gruppe unter den heute noch lebenden Weichtieren, die in ihrer Morphologie am meisten dem letzten gemeinsamen Vorfahren aller Mollusken ähneln. "Für unsere Untersuchungen haben wir aus Sedimentböden in 200 Meter Tiefe vor der norwegischen Küste Proben mit Wurmmollusken entnommen und damit begonnen, die winzigen Larven – sie messen ca. 0,1-0,3 mm – vor Ort zu züchten", erklärt der Zoologe.

Wirenia argentea: wurmförmiger, mit Kalkstacheln bedeckter Organismus

Die Aplacophoren sind wurmförmige, auf oder im Meeresboden lebende und mit Kalkstacheln bedeckte Organismen, die meist nur einige Millimeter bis wenige Zentimeter groß werden. Als ihre nächst verwandte Schwestergruppe werden oft die Käferschnecken vermutet, die mit ihrem großen Saugfuß, acht Schalenplatten und einer weitaus komplexeren inneren Anatomie, die eine höchst spezialisierte Muskulatur beinhaltet, schon eher an Schnecken und Muscheln erinnern. Daher wird auch häufig angenommen, dass sich Käferschnecken erst nach den Aplacophoren innerhalb der Stammlinie der Mollusken abgespaltet haben.

Larven haben komplexeren Körperaufbau als die erwachsenen Tiere

Die entwicklungsbiologischen Untersuchungen der Arbeitsgruppe von Andreas Wanninger haben gezeigt, dass die Larven der zur Untergruppe der Furchenfüßer (Solenogastres) gehörenden Aplacophorenart Wirenia argentea eine weitaus komplexere Körpermuskulatur besitzen als die erwachsenen (adulten) Tiere. Interessanterweise gleicht diese Larvalmuskulatur bis in winzige Details jener ausgewachsenen Polyplacophoren. Erst im Laufe der Metamorphose von der Larve zum Jungtier werden wesentliche Komponenten dieser Muskulatur bei Wirenia abgebaut und damit ihre Körperorganisation wesentlich simplifiziert. Dies geht so weit, dass bei den ausgewachsenen Tieren neben von der Rücken- auf die Bauchseite hin verlaufende Dorsoventralmuskeln lediglich ein einfacher Hautmuskelschlauch – wie bei vielen anderen wurmförmigen wirbellosen Tieren – übrig bleibt.

"Der Bau der komplexen Muskulatur der Wirenia-Larven und jener adulter Polyplacophoren weist derart viele Gemeinsamkeiten auf, wie sie bei keiner anderen bisher untersuchten Molluskengruppen zu finden sind. Das deutet sehr stark darauf hin, dass beide Tiergruppen von einem gemeinsamen Vorfahren abstammen, welcher ebenfalls eine solch hochdifferenzierte Muskulatur besaß. Dies wiederum legt den Schluss nahe, dass es sich bei den Aplacophoren um sekundär vereinfachte Formen handelt, die eventuell auch im Hinblick anderer Organsysteme aus einer wesentlich komplexer gebauten Stammart hervorgegangen sind", resümiert Andreas Wanninger das Forschungsergebnis.

Fossilfunde bestätigen Hypothese

Diese These wird durch neuere Fossilfunde gestützt, vor allem durch die vor kurzem entdeckte Art Kulindroplax perissokosmos aus dem Silur. Diese gleicht in wesentlichen Merkmalen den heute lebenden Aplacophoren – mit dem Unterschied, dass diese vor 425 Millionen Jahre lebenden Tiere, im Gegensatz zu ihren heutigen Verwandten, nicht "nackt" waren, sondern mit Schalenplatten, ähnlich jener der Polyplacophoren, bestückt waren. "Es sieht also ganz danach aus, dass unsere heute lebenden, einfach gebauten 'Nicht-Schalenträger' von einem schalentragenden Vorfahr mit einer hochkomplexeren Muskulatur abstammen", fasst Wanninger zusammen.

Welche Gene in der Entwicklung des Körperbaus der Aplacophora beteiligt sind und welche Funktionen diese übernehmen, wird derzeit ebenfalls im Rahmen des laufenden FWF-Projektes in der Arbeitsgruppe von Andreas Wanninger untersucht.

Publikation in “Current Biology”:
Aplacophoran Molluscs Evolved from Ancestors with Polyplacophoran-like Features. Maik Scherholz, Emanuel Redl, Tim Wollesen, Christiane Todt, Andreas Wanninger. Current Biology, Oktober 2013. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2013.08.056
Wissenschaftlicher Kontakt
Univ.-Prof. DDr. Andreas Wanninger
Department für Integrative Zoologie
Universität Wien
1090 Wien, Althanstrasse 14
T +43-1-4277-763 00
M +43-664-60277-763 00
andreas.wanninger@univie.ac.at
Rückfragehinweis
Mag. Veronika Schallhart
Öffentlichkeitsarbeit
1010 Wien, Universitätsring 1
T +43-1-4277-175 30
M +43-664-60277-175 30
veronika.schallhart@univie.ac.at

Veronika Schallhart | idw
Weitere Informationen:
http://www.univie.ac.at
http://medienportal.univie.ac.at/presse -

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zebras: Immer der Erinnerung nach
24.05.2017 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

nachricht Wichtiges Regulator-Gen für die Bildung der Herzklappen entdeckt
24.05.2017 | Universität Basel

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: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten