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 Ionen gegen Herzrhythmusstörungen – Nicht-invasive Alternative zu Katheter-Eingriff
20.01.2017 | GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH

nachricht Leibwächter im Darm mit chemischer Waffe
20.01.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

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: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise