Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Evolution - Die harte Schale der Armfüßer

29.04.2015

LMU-Wissenschaftler haben zum ersten Mal die molekularen Mechanismen der Schalenbildung bei Armfüßern umfassend untersucht. Der Vergleich mit anderen Tiergruppen zeigt, dass dieser Prozess evolutionär tief verankert ist.

Armfüßer (Brachiopoden) sind wirbellose Meerestiere, die vor allem im Erdaltertum weit verbreitet waren. Die Gruppe ist wegen ihres Fossilreichtums berühmt: Bisher sind etwa 30.000 fossile Arten bekannt, von denen die ältesten aus dem Kambrium stammen, also etwa 500 Millionen Jahre alt sind.


Magellania venosa Bild: Vreni Häussermann, Universidad Católica de Valparaíso, Chile

Heute gibt es vergleichsweise nur noch wenige Arten, die verschiedene Meeresbereiche besiedeln. Ein Kennzeichen der Armfüßer ist ihre zweiklappige Kalkschale.

„Wie diese Schale gebildet wird, war bisher ungeklärt“, sagt Professor Gert Wörheide vom Department für Geo- und Umweltwissenschaften und Geobio-Center der LMU, „Wir haben nun die erste umfassende Studie von Genen und Proteinen durchgeführt, die an der Schalenbildung beteiligt sind.“ Über ihre Ergebnisse berichten die Forscher im Fachjournal Genome Biology and Evolution.

Obwohl Armfüßer auf den ersten Blick Muscheln ähneln, sind sie mit diesen nicht verwandt. Im Gegensatz zu Muscheln ist ihre zweiklappige Schale nicht rechts-links symmetrisch, sondern sie besteht aus einer Ober- und einer Bauchseite, wobei die bauchseitige Schale meist größer ist.

Die Schale ist entweder aus Calciumcarbonat (Calcit) oder Calciumphosphat sowie aus verschiedenen Proteinen und Kohlenwasserstoffen aufgebaut, die während der enzymatisch gesteuerten Schalenbildung abgesondert und mit in die Schale eingebaut werden. „Daher können in die Schale eingeschlossene Proteine wertvolle Hinweise über den Ablauf der Schalenbildung liefern“, sagt Wörheide.

Einblick in die Evolution der Schalenbildung

Um die Schalenbildung bei Armfüßern aufzuklären, haben die Wissenschaftler am Beispiel des südamerikanischen Armfüßers Magellania venosa nicht nur die Gesamtheit der in der Schale eingeschlossenen Proteine identifiziert, sondern auch untersucht, welche Gene – die die Baupläne für die Proteine codieren – bei der Schalenbildung heutiger Armfüßer aktiv sind.

„Dies war das erste derartige Screening überhaupt für einen Armfüßer. Erst durch die Kombination beider Methoden können die molekularen Komponenten der Schalenbildung identifiziert werden“, sagt Wörheide.

Die Ergebnisse des Screenings sind besonders interessant im Hinblick auf andere schalenbildende Organismen, etwa Korallen, Seeigel oder Mollusken (Weichtiere): Sieben der am häufigsten in der Magellania-Schale gefundenen Proteine kommen zwar nur bei Armfüßern vor, haben aber biochemische Eigenschaften, die denen von Proteinen ähneln, die bei den anderen Tiergruppen vergleichbare Funktionen erfüllen.

Andere Proteine wiederum stimmen in ihrem Aufbau mit denen der anderen Tiergruppen signifikant überein. Die Wissenschaftler schließen aus ihren Daten, dass ein Teil der genetischen Ausstattung und der molekularen Mechanismen für die Biomineralisation – also des Prozesses, mit dem Organismen mineralische Komponenten bilden – evolutionär tief verankert und ähnlich auch bei anderen wirbellosen Tieren zu finden ist.

„Unsere Ergebnisse ermöglichen damit einen ganz neuen Einblick in die Evolution der Schalenbildung bei Armfüßern“, sagt Wörheide, „diese Daten werden auch für zukünftige Studien sehr wertvoll sein.“
(Genome Biology and Evolution 2015)

Originalpublikation:
The Magellania venosa biomineralizing proteome: a window into brachiopod shell evolution
Daniel J. Jackson, Karlheinz Mann, Vreni Haussermann, Markus Schilhabel, Carsten Lüter, Erika Griesshaber, Wolfgang Schmahl, Gert Wörheide
Genome Biology and Evolution 2015
doi: 10.1093/gbe/evv074
http://gbe.oxfordjournals.org/content/early/2015/04/24/gbe.evv074.abstract

Kontakt:
Professor Dr. Gert Wörheide
Department für Geo- und Umweltwissenschaften
Paläontologie & Geobiologie
Telefon: +49 (0) 89 2180 6718
woerheide@lmu.de
http://www.palaeontologie.geowissenschaften.uni-muenchen.de/personen/lehrstuhlin...

Luise Dirscherl | Ludwig-Maximilians-Universität München
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenchen.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht 'Fix Me Another Marguerite!'
23.06.2017 | Universität Regensburg

nachricht Schimpansen belohnen Gefälligkeiten
23.06.2017 | Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften (MPIMIS)

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: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften