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 Stottern: Stoppsignale im Gehirn verhindern flüssiges Sprechen
12.12.2017 | Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften

nachricht Undercover im Kampf gegen Tuberkulose
12.12.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

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: 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...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Im Focus: Scientists channel graphene to understand filtration and ion transport into cells

Tiny pores at a cell's entryway act as miniature bouncers, letting in some electrically charged atoms--ions--but blocking others. Operating as exquisitely sensitive filters, these "ion channels" play a critical role in biological functions such as muscle contraction and the firing of brain cells.

To rapidly transport the right ions through the cell membrane, the tiny channels rely on a complex interplay between the ions and surrounding molecules,...

Im Focus: Stabile Quantenbits

Physiker aus Konstanz, Princeton und Maryland schaffen ein stabiles Quantengatter als Grundelement für den Quantencomputer

Meilenstein auf dem Weg zum Quantencomputer: Wissenschaftler der Universität Konstanz, der Princeton University sowie der University of Maryland entwickeln ein...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

Hohe Heilungschancen bei Lymphomen im Kindesalter

07.12.2017 | Veranstaltungen

Der Roboter im Pflegeheim – bald Wirklichkeit?

05.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Stottern: Stoppsignale im Gehirn verhindern flüssiges Sprechen

12.12.2017 | Biowissenschaften Chemie

E-Mobilität: Neues Hybridspeicherkonzept soll Reichweite und Leistung erhöhen

12.12.2017 | Energie und Elektrotechnik

Wie Brände die Tundra langfristig verändern

12.12.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz