Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Evolution des Gehirns steht Kopf

20.02.2013
Gehirnlose Seeanemonen liefern neue Erkenntnisse zu komplexen Gehirnen

Ulrich Technau, Evolutionsbiologe an der Universität Wien, gelang es zusammen mit einem Team des Sars Centre in Bergen, Norwegen, neues Licht auf die Evolutionsgeschichte komplexer Gehirne zu werfen. Das Team konnte nachweisen, dass dieselben Gene, die für die Entwicklung des "Fußes" der Schwimmlarven der Seeanemone verantwortlich sind, auch die Entwicklung des Gehirns höher entwickelter Spezies kontrollieren. Aktuell erscheint dazu eine Publikation im renommierten Fachmagazin PLoS Biology.


Ausgewachsener Polyp von Nematostella vectensis
Nature, 2005


Hier sieht man eine Planula-Larve mit sich entwickelndem Nervensystem.
Copyright: F. Rentzsch

Während höher entwickelte Tiere ein komplexes Gehirn besitzen, das meist zusammen mit Sinnesorganen und einem Mund im Kopf angesiedelt ist, verfügen niedere Tiere – beispielsweise Seeanemonen oder Korallen – zwar über ein Nervensystem, weisen aber keine komplexen Gehirnstrukturen auf. Zu dieser Gruppe zählt auch die Seeanemone Nematostella vectensis, die im Fokus einer gemeinsamen Studie von Ulrich Technau vom Department für Molekulare Evolution und Entwicklung der Universität Wien und Fabian Rentsch vom Sars Centre in Bergen, Norwegen, steht.

Nematostellas Verwandlung
Aufbauend auf der Annahme, dass alle Lebewesen über einen ähnlichen Genpool verfügen, analysierten die WissenschafterInnen während der embryonalen Entwicklung der Seeanemone die Funktion von Genen, die für die Entwicklung des Kopfes von höher entwickelten Lebewesen zuständig sind.

Während ihres Larvenstadiums geht Nematostella auf die Reise: Sie schwimmt auf der Suche nach einem passenden Lebensraum durch Wasserläufe nordatlantischer Watten. Sobald sie sich niedergelassen hat, vollzieht sie eine umfassende Metamorphose in einen Polypen, dessen vorderes Ende für die Verankerung am Untergrund zuständig ist; das hintere Ende bildet Tentakel und eine orale Öffnung zur Nahrungsaufnahme aus.

Der Kopfstand der Seeanemonen
Das Team um Technau machte eine sensationelle Entdeckung: Nicht das orale, sondern das aborale – das dem Mund entgegengesetzte – Ende der Larve wird von einer Abfolge von Genen, allen voran das dominierende Gen Six3/6 – kontrolliert. Diese Gene spielen auch in der Gehirnentwicklung von Fliegen, Fischen, Seeigeln, Würmern und sogar des Menschen eine Schlüsselrolle. Das "dem Kopf entgegengesetzte" Larvenende ist somit Träger des wichtigsten Sinnesorgans der Schwimmlarven. "Aufgrund ihres Erscheinungsbildes wurde das vordere Ende der Seeanemone immer als 'Fuß', das hintere als 'Kopf' bezeichnet. In Wirklichkeit ist es aber genau umgekehrt. Die Anemonen stehen quasi auf dem Kopf – oder wir", erklärt Evolutionsbiologe Technau mit einem verschmitzten Lächeln.
Genetischer Bauplan
Seeanemonen teilen sich mit Menschen und anderen höher entwickelten Tieren einen gemeinsamen Bauplan, der vor etwa 600 bis 700 Millionen Jahren ausgebildet wurde. Technau und seine Kollegen liefern mit der neuen Publikation – basierend auf der Entdeckung der "Kopf-Gene" im "Fuß" der Seeanemone – ein neues, interessantes Detail zur Evolutionsgeschichte komplexer Gehirne: Offenbar konnte sich vor rund 600 Millionen Jahren erstmals ein Sinneszentrum in einem (noch gehirnlosen) gemeinsamen Vorfahren entwickeln.
Publikation in "PloS Biology":
Chiara Sinigaglia, Henriette Busengdal, Lucas Leclere, Ulrich Technau and Fabian Rentzsch. The bilaterian head patterning gene six3/6 controls aboral domain development in a cnidarian. In: PLoS Biology (2013).

DOI: 10.1371/journal.pbio.1001488

Wissenschaftlicher Kontakt
Dr. Ulrich Technau
Department für Molekulare
Evolution und Entwicklung
Universität Wien
1090 Wien, Althanstraße 14 (UZA I)
T +43-1-4277-570 00
M +43-664-60277-570 00
ulrich.technau@univie.ac.at

Alexandra Frey | Universität Wien
Weitere Informationen:
http://www.univie.ac.at

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher finden neue Ansätze gegen Wirkstoffresistenzen in der Tumortherapie
15.12.2017 | Universität Leipzig

nachricht Moos verdoppelte mehrmals sein Genom
15.12.2017 | Philipps-Universität Marburg

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: Immunsystem - Blutplättchen können mehr als bislang bekannt

LMU-Mediziner zeigen eine wichtige Funktion von Blutplättchen auf: Sie bewegen sich aktiv und interagieren mit Erregern.

Die aktive Rolle von Blutplättchen bei der Immunabwehr wurde bislang unterschätzt: Sie übernehmen mehr Funktionen als bekannt war. Das zeigt eine Studie von...

Im Focus: First-of-its-kind chemical oscillator offers new level of molecular control

DNA molecules that follow specific instructions could offer more precise molecular control of synthetic chemical systems, a discovery that opens the door for engineers to create molecular machines with new and complex behaviors.

Researchers have created chemical amplifiers and a chemical oscillator using a systematic method that has the potential to embed sophisticated circuit...

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Call for Contributions: Tagung „Lehren und Lernen mit digitalen Medien“

15.12.2017 | Veranstaltungen

Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor

15.12.2017 | Veranstaltungen

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Smarte Rollstühle, vorausschauende Prothesen

15.12.2017 | Verfahrenstechnologie

Forscher finden neue Ansätze gegen Wirkstoffresistenzen in der Tumortherapie

15.12.2017 | Biowissenschaften Chemie

Care-O-bot® 4 macht sich selbstständig

15.12.2017 | Energie und Elektrotechnik