Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Krebse mit Biss

05.07.2012
Kieler Zoologen sammeln neue Erkenntnisse über die komplexen Mundwerkzeuge von Ruderfußkrebsen
Kieselalgen sind kleine einzellige Algen, die in vielen Meeresgebieten einen großen Teil der Biomasse des Phytoplanktons bilden und deshalb eine wichtige Rolle in den marinen Nahrungsnetzen spielen. Viele ihrer siliciumdioxidhaltigen Schalen besitzen eine beeindruckende Stabilität, die sich nach Ansicht führender Fachleute im Laufe der Evolution als Fraßschutz entwickelt hat. Trotzdem sind Ruderfußkrebse, die zu den häufigsten Fressfeinden der Kieselalgen gehören, dazu in der Lage, diese stabilen Schalen mit speziellen Mundwerkzeugstrukturen, den Kauladen ihrer Mandibeln, zu zerbrechen.

Dr. Jan Michels und Professor Stanislav Gorb vom Zoologischen Institut der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) konnten jetzt in Kooperation mit Dr. Jürgen Vogt vom Institut für Experimentelle Physik II der Universität Leipzig zeigen, dass der Aufbau der Kauladen deutlich komplexer ist, als es ursprünglich angenommen worden war. Ihre Ergebnisse sind nun im Online-Journal Scientific Reports der renommierten Nature Publishing Group veröffentlicht worden.

Bei zahlreichen Arten des Ruderfußkrebses besitzen die Kauladen zahnartige Strukturen mit Einlagerungen aus Siliziumdioxid, dem Hauptbestandteil der Kieselalgenschalen. Die Eigenschaften solcher Kauladen und der Kieselalgenschalen haben sich wahrscheinlich im Zuge einer Ko-Evolution entwickelt. Mit hoch auflösender Mikroskopietechnik untersuchten die Forscher die Morphologie und die Materialzusammensetzung der Kauladen des Ruderfußkrebses Centropages hamatus. Diese Art kommt im Nordatlantik und in angrenzenden Meeresgebieten vor und ist unter anderem in der südlichen Nordsee relativ zahlreich zu finden. Zusätzlich wurde die Elementarzusammensetzung der Kauladen an der Leipziger Hochenergie-Ionensonde LIPSION mit Hilfe der partikelinduzierten Röntgenemission bestimmt.

Die Analysen erbrachten überraschende Ergebnisse: Verschiedene Strukturen der Kauladen enthalten das Protein Resilin, ein weiches und sehr elastisches Material. Direkt unter den harten und steifen siliziumdioxidhaltigen Spitzen der zahnartigen Strukturen befinden sich besonders hohe Resilin-Konzentrationen, die eine Art weicher Lagerung der harten Spitzen bilden. Die Wissenschaftler vermuten, dass ein solches System zu große mechanische Belastungen, die beim Zerkleinern von besonders stabilen Nahrungspartikeln entstehen können, durch ein Nachgeben der Spitzen abfedern und dadurch das Risiko von Beschädigungen wie Rissen und Brüchen reduzieren kann.

Die Erkenntnisse liefern einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Funktion der Ruderfußkrebsmundwerkzeuge und der komplexen mechanischen Wechselwirkungen zwischen diesen Mundwerkzeugen und den Nahrungspartikeln.

Originalveröffentlichung:
Jan Michels, Jürgen Vogt, Stanislav N. Gorb: Tools for crushing diatoms – opal teeth in copepods feature a rubber-like bearing composed of resilin. Scientific Reports 2, Article number: 465, doi:10.1038/srep00465

Fünf Fotos stehen zum Download bereit:

http://www.uni-kiel.de/download/pm/2012/2012-200-1.jpg
Bildunterschrift: Unterseite des Vorderendes eines weiblichen Ruderfußkrebses der Art Centropages hamatus. Das Bild wurde mit der konfokalen Laserrastermikroskopie (CLSM) erzeugt und zeigt unter anderem die Mundöffnungsregion und einen Teil der Mundwerkzeuge.
Copyright/Foto: Jan Michels

http://www.uni-kiel.de/download/pm/2012/2012-200-2.jpg
Bildunterschrift: Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme einer Kaulade eines weiblichen Ruderfußkrebses der Art Centropages hamatus.
Copyright/Foto: Jan Michels

http://www.uni-kiel.de/download/pm/2012/2012-200-3.jpg
Bildunterschrift: CLSM-Aufnahme einer Kaulade eines weiblichen Ruderfußkrebses der Art Centropages hamatus. Das Bild zeigt die chitinhaltigen Teile (rot) des Exoskeletts und Strukturen mit hohen Konzentrationen des Proteins Resilin (blau).
Copyright/Foto: Jan Michels

http://www.uni-kiel.de/download/pm/2012/2012-200-4.jpg
Bildunterschrift: CLSM-Aufnahme einer Kaulade eines weiblichen Ruderfußkrebses der Art Centropages hamatus. Das Bild zeigt die chitinhaltigen Teile (orange) des Exoskeletts, Strukturen mit hohen Konzentrationen des Proteins Resilin (blau) und siliciumdioxidhaltige Strukturen (grün).
Copyright/Foto: Jan Michels

http://www.uni-kiel.de/download/pm/2012/2012-200-5.jpg
Bildunterschrift: Optischer Schnitt (CLSM-Aufnahme) durch eine zahnartige Struktur einer Kaulade eines weiblichen Ruderfußkrebses der Art Centropages hamatus. Das Bild zeigt deutlich, dass sich auf dem chitinhaltigen Sockel (rot) eine Kappe aus Material mit hohen Konzentrationen des Proteins Resilin (blau) befindet, die wiederum bedeckt wird von einer Kappe aus siliciumdioxidhaltigem Material (grün).
Copyright/Foto: Jan Michels

Kontakt:
Dr. Jan Michels
Zoologisches Institut
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Tel.: 0431/880-4511
E-Mail: jmichels@zoologie.uni-kiel.de

Dr. Boris Pawlowski | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-kiel.de
http://www.uni-kiel.de/aktuell/pm/2012/2012-200-ruderfusskrebs.shtml

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Diabetesforschung: Neuer Mechanismus zur Regulation des Insulin-Stoffwechsels gefunden
06.12.2016 | Universität Osnabrück

nachricht Was nach der Befruchtung im Zellkern passiert
06.12.2016 | 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: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bund fördert Entwicklung sicherer Schnellladetechnik für Hochleistungsbatterien mit 2,5 Millionen

06.12.2016 | Förderungen Preise

Innovationen für eine nachhaltige Forstwirtschaft

06.12.2016 | Agrar- Forstwissenschaften

Diabetesforschung: Neuer Mechanismus zur Regulation des Insulin-Stoffwechsels gefunden

06.12.2016 | Biowissenschaften Chemie