Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Erfindungen der Evolution: Was Fröschen ein Gesicht verleiht

13.01.2011
Zoologen der Universität Jena klären Rolle des Gens FOXN3 für die Entwicklung von Krallenfröschen

„Sei kein Frosch!“ So heißt es umgangssprachlich oft, wenn jemand zu lange zögert, statt beherzt zu handeln. Dabei könnte die Bezeichnung als „Frosch“ durchaus Anlass sein, das eigene Selbstbewusstsein zu stärken. Schließlich sind Frösche absolute Gewinnertypen – zumindest evolutionsbiologisch betrachtet: Fast 6.000 verschiedene Arten sind heute bekannt.


Exemplar eines Südafrikanischen Krallenfrosches (Xenopus laevis), den die Zoologen der Universität Jena erforschen. Foto: Jan-Peter Kasper/FSU

„Damit sind Frösche zahlenmäßig allen anderen Amphibienarten und zum Beispiel auch den Säugetieren überlegen“, sagt Prof. Dr. Lennart Olsson von der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Die Arbeitsgruppe des Professors für Spezielle Zoologie untersucht das besondere Erfolgsgeheimnis dieser Tiere. „Uns interessiert, wie die Vielfalt der Frösche entstanden ist und welche evolutionären Neuentwicklungen gerade diese Amphibien so erfolgreich machen“, erläutert Jennifer Schmidt aus Olssons Team.

Ihr evolutionärer Erfolg steht den Fröschen buchstäblich ins Gesicht geschrieben: Zu den „Innovationen“ der Frösche gehören u. a. bestimmte Knorpel- und Knochenstrukturen im Kopfbereich der Kaulquappen. Diese nur bei Fröschen vorkommenden Strukturen sind im Bereich des Mundes zu finden. Sie ermöglichen den Kaulquappen – etwa des Südafrikanischen Krallenfroschs (Xenopus laevis) – besonders gut, pflanzliche Nahrung vom Boden und Steinen abzuraspeln oder aus dem Wasser zu filtern.

In ihrer aktuellen Studie, die in der Fachzeitschrift „Journal of Anatomy“ veröffentlicht wurde, hat Jennifer Schmidt gemeinsam mit Ulmer Kollegen einen zentralen Faktor für die Entwicklung dieser morphologischen Besonderheiten der Kaulquappen untersucht. Aus früheren Untersuchungen war bekannt, dass das Gen „FOXN3“ eine Schlüsselrolle in der embryonalen Entwicklung des Kopfes von Krallenfröschen spielt. „Es ist für eine normale Entwicklung von Knorpeln, Knochen und Muskeln verantwortlich“, erläutert Jennifer Schmidt.

In der nun veröffentlichten Studie hat die 25-jährige Doktorandin und Stipendiatin der Konrad-Adenauer-Stiftung Larven des Krallenfroschs untersucht, denen gezielt das „FOXN3“-Gen abgeschaltet wurde und diese mit unbehandelten Larven verglichen. „Unsere Untersuchungen mittels Mikro-Computertomographie zeigen, dass sich die Larven ohne intaktes ,FOXN3’-Gen bis zu einem bestimmten Zeitpunkt zunächst normal entwickeln.“ Dann aber verzögert sich die Entwicklung, sagt Jennifer Schmidt. „Die Tiere wachsen insgesamt langsamer.“ Vor allem aber entwickeln sich die Knorpel und Muskeln nicht korrekt. Es kommt zu Deformationen und Funktionseinschränkungen.

Allerdings: Nicht alle Knorpel und Muskeln sind von der Gen-Abschaltung betroffen. „Wir konnten zeigen, dass ,FOXN3’ vor allem die Entwicklung der Knorpel im Mund- und Kiemenbereich beeinflusst“, macht Prof. Olsson deutlich. Gerade diese Strukturen gehören zu den evolutionären Neuentwicklungen der Frösche, die anderen Amphibien fehlen. In ihrer Doktorarbeit möchte Jennifer Schmidt ihre Untersuchungen deshalb weiter fortsetzen. „Wir wollen die Embryonalentwicklung der Krallenfrösche mit der anderer Amphibien vergleichen“, sagt die Zoologin. Interessant sei es zu erfahren, inwieweit sich die genetische Kontrolle dieser Neuentwicklungen in der Evolution veränderte.

Original-Publikation:
Schmidt J, Schuff M, Olsson L: A role for FoxN3 in the development of cranial cartilages and muscles in Xenopus laevis (Amphibia: Anura: Pipidae) with special emphasis on the novel rostral cartilages. J Anat. 2010. doi: 10.1111/j.1469-7580.2010.01315.x.
Kontakt:
Dipl.-Biol. Jennifer Schmidt / Prof. Dr. Lennart Olsson
Institut für Spezielle Zoologie und Evolutionsbiologie mit Phyletischem Museum der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Erbertstr. 1, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 949165; 03641 / 949160
E-Mail: jennifer.schmidt[at]uni-jena.de / lennart.olsson[at]uni-jena.de

Ute Schönfelder | Uni Jena
Weitere Informationen:
http://www.uni-jena.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zirkuläre RNA wird in Proteine übersetzt
24.03.2017 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

nachricht Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen
24.03.2017 | Universität Bayreuth

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: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise