Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie der Maulwurf zu seinen zwölf Fingern kommt

14.07.2011
Vielfingrigkeit ist eine vererbbare Besonderheit und tritt bei Mensch und Tier relativ häufig auf.

Auch Maulwürfe verfügen über zusätzliche Finger. Bei ihnen ist der Verstoss gegen das Fünf-Finger-Schema der Landwirbeltiere allerdings die Norm. Jetzt klärt ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Paläontologen der Universität Zürich den genetischen Hintergrund für die Entwicklung ihres Extra-«Daumens» auf. Unter den Handwurzelknochen entsteht ein Knochen, der entlang des wahren Daumens verlängert wird und der Hand eine vergrösserte Fläche für das Graben bietet.


Computer-tomographische Darstellung des Handskeletts eines Maulwurfs (Talpa occidentalis), gut sichtbar der sichelförmige zusätzliche «Daumen».


Hand eines Maulwurfembryos (Talpa occidentalis) mit Markierung der Sox9-Moleküle, welche die Frühentwicklung des Skeletts anzeigen.

Was im Tierreich Hände hat, verfügt meist über zehn Finger. Eine der grossen Ausnahmen ist der kleine Maulwurf: Er hat einen zusätzlichen «Daumen», auf den er sich beim Graben abstützt und der seine Grabschaufeln vergrössert. Vielfingrigkeit – Polydaktylie – ist ein Phänomen, das sich bereits im Devon an verschiedenen Landwirbeltieren beobachten lässt. Sie tritt auch beim Menschen und bei Hunden und Katzen relativ häufig auf. Landwirbeltiere scheinen ein schlummerndes Entwicklungs-programm für Polydaktylie aufzuweisen, das aber nur unter gewissen Voraussetzungen aktiviert wird. Beim Maulwurf dagegen ist Polydaktylie die Norm, so dass bei ihm in der Embryogenese das Programm durchgängig aktiviert wird.

Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Marcelo Sánchez-Villagra, Professor für Paläontologie an der Universität Zürich, hat die Entstehung und Entwicklung des Extra-Daumens beim Maulwurf molekulargenetisch untersucht. Wie die Wissenschaftler in ihrem kürzlich im Fachmagazin «Biology Letters» erschienen Artikel zeigen, entsteht der Zusatzdaumen während der Embryogenese anders und auch später als die echten Finger. Finanziert wurden die Untersuchungen vom Schweizerischen Nationalfonds.

Im Gegensatz zu den restlichen Fingern der Maulwurfshand verfügt der Extra-Daumen nicht über verschiedene bewegliche Glieder. Er besteht vielmehr aus einem einzelnen, sichelförmig Knochen. Mit Hilfe von molekularen Markern können die Forscher erstmals zeigen, dass er später als die echten Finger aus einem umgeformten Sesambein des Handgelenks entsteht. Auch der echte Daumen teilt genetische Merkmale mit dem Handgelenk. Der Vergleich mit Spitzmäusen, die nächsten Verwandten von Maulwürfen, bei denen der Extra-«Daumen» fehlt, bestätigt die Entdeckung der Forscher.

Männliche Hormone gekoppelt mit Polydaktylie
Für die artspezifische Ausbildung des Extra-«Daumens» beim Maulwurf sehen die Forscher einen Zusammenhang mit dem eigentümlich «männlichen» Geschlechtsapparat von Maulwurfweibchen. Bei vielen Maulwurfarten haben die Weibchen vermännlichte Genitalien und sogenannte Ovotestes, d.h. anstelle von normalen Eierstöcken Keimdrüsen mit Hoden- und Eierstockgewebe. Androgene Steroide sind bekannt dafür, dass sie Knochenwachstum, -umbildung und -veränderungen sowie den Wandel von Sehnen in Gelenke beeinflussen. Ein hoher mütterlicher Testosteronspiegel wird denn auch als eine der Ursachen für Polydaktylie beim Menschen vermutet.
Literatur:
Christian Mitgutsch, Michael K. Richardson, Rafael Jiménez, José E. Martin, Peter Kondrashov, Me-rijn A. G. de Bakker, Marcelo R. Sánchez-Villagra; Circumenting the polydactyly ‚constraint‘: The mo-le’s ‚thumb‘. The Royal Society Biology letters, 2011, doi: 10.1098/rsbl.2011.0494
Kontakte:
Prof. Marcelo Sánchez
Universität Zürich
Paläontologisches Institut und Museum
Tel. +41 44 634 23 22
E-Mail: m.sanchez@pim.uzh.ch

Beat Müller | Universität Zürich
Weitere Informationen:
http://www.mediadesk.uzh.ch/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut
20.10.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Aus der Moosfabrik
20.10.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

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: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise