Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Der Ameisenigel und der mosaikartige Ursprung der Säugetier-Embryonen

15.03.2010
Der australische Ameisenigel gehört zu den letzten Überlebenden der ursprünglichsten Säugetiere, die wie die Reptilien noch Eier legen. Forscher der Universität Zürich haben nun die seltenen Embryonen des Ameisenigels untersucht und konnten die entwicklungsbiologischen Veränderungen aufdecken, die das Zeitalter der Säugetiere einleiteten und letztlich den Ursprung des Menschen erst ermöglicht haben.

Als vor etwa 65 Millionen Jahren die Dinosaurier ausstarben, hatten sich bereits die ersten, reptilienartigen Säugetiere entwickelt. Ihre Nachfahren sollten einmal die ganze Erde bevölkern - und der Menschen sogar in das Weltall vordringen. Zwei wichtige Merkmale ermöglichten ihren evolutionären Erfolg: das Heranreifen der Embryonen im Mutterleib und der namensgebende Milchsäugemechanismus der Jungtiere. Durch das Muttertier in dieser frühen Lebensphase beschützt, wird die Überlebenswahrscheinlichkeit stark erhöht.

Jetzt ging ein Forscherteam der Universität Zürich den Ursachen dieser gewaltigen Veränderungen auf den Grund. Ingmar Werneburg und Marcelo Sánchez vom Paläontologischen Institut der Universität Zürich verglichen die äusserst seltenen Embryonen des australischen Ameisenigels Tachyglossus aculeatus. Dieser gehört mit dem Schnabeltier zu den Kloakentieren, der ursprünglichsten Säugetiergruppe, die noch Eier legt. Die Zitzen der Kloakentiere sind noch nicht ausgebildet, aber die Jungen lecken die Milch von einem Milchdrüsenfeld vom Bauch der Mutter ab.

Das Geheimnis der Embryologie

Werneburg untersuchte in den Embryonen von 23 Wirbeltierarten, in Salamandern, Schildkröten, Vögeln, Krokodilen und Echsen über 100 klar definierte Entwicklungsmerkmale. Er verglich ihr zeitliches Auftreten untereinander und stellte zahlreiche Verschiebungen in den Entwicklungssequenzen fest. Diese Veränderungen konnten auf einem Stammbaum visualisiert werden.

In ihrer bei "Acta Zoologica" publizierten Studie stellen die Forscher eine mosaikartige Embryonalentwicklung der ursprünglichen Säugetiere vor. Zum einen reifen die Jungen der Kloakentiere wie die Reptilien in Eiern heran. Sie entwickeln kurzzeitig einen so genannten Eizahn am vorderen Rand des Oberkiefers, mit dem sie das Ei von innen her aufschlitzen müssen, um schlüpfen zu können. Zum anderen entwickeln sich die Sinnesorgane Augen und Ohren bei allen Säugetieren im Gegensatz zu den Reptilien relativ langsam. So sind beispielsweise bei Meerschweinchen die Augen noch lange nach der Geburt verschlossen.

Allerdings entwickeln sich bei den Säugern der Kiefer- und Halsapparat sehr viel schneller als bei den Reptilien. Da Säugetiere in der frühen Lebensphase vom Muttertier beschützt werden, ist es effektiver, die energiereiche Entwicklung der Sinnesorgane hintenan zu stellen und die Organe der komplizierten (säugenden) Nahrungsaufnahme schneller zu entwickeln.

Reptilien hingegen müssen sich kurz nach dem Schlupf vor Feinden schützen und selbst Nahrung finden. Dazu benötigen sie sofort gut ausgebildete Sinnesorgane. Der Fressmechanismus ist überdies einfacher. Während sie für das Zuschnappen vor allem die Kiefermuskulatur benötigen, sind beim Saugen der Säugetiere auch frühzeitig entwickelte Hals- und Zungenmuskeln von grosser Bedeutung.

Der Ameisenigel selbst stellt nicht den prototypischen Ursäuger dar. Wie jede Tierart ist auch er durch zahlreiche einzigartige Merkmale charakterisiert, die oft unabhängig voneinander in der Evolution entstanden sind. So betonen die Forscher, dass die vorgezogene Entwicklung der Vorderbeine bei Kloaken- und Beuteltieren eine parallele Entwicklung darstellt, angepasst an das frühe Kletterverhalten der Jungtiere am Bauchfell der Mutter.

Die entscheidenden Veränderungen, die zum erfolgreichen Zeitalter der Säugetiere, und nicht zuletzt auch des Menschen geführt haben, lassen sich bereits in der frühen Embryonalentwicklung ablesen. Um weitere Details für diese bedeutende Phase der Evolution zu verstehen, sind zahlreiche Studien der Vergleichenden Anatomie nötig, einem Forschungszweig, der noch am Anfang seiner eigenen Entwicklung steht.

Veröffentlichung:
Werneburg I, Sánchez-Villagra MR (2010). The early development of the echidna, Tachyglossus aculeatus (Mammalia: Monotremata) and patterns of mammalian development. Acta Zoologica.

doi: 10.1111/j.1463-6395.2009.00447.x

Beat Müller | idw
Weitere Informationen:
http://www.uzh.ch/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Korallenlarven sesshaft werden
22.02.2019 | Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg

nachricht Endosporen schlummern in tiefen Meeressedimenten
22.02.2019 | MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen

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: Jet/Hüllen-Rätsel in Gravitationswellenereignis gelöst

Ein internationales Forscherteam unter Beteiligung von Astronomen des Bonner Max-Planck-Instituts für Radioastronomie hat Radioteleskope auf fünf Kontinenten miteinander verknüpft, um das Vorhandensein eines stark gebündelten Materiestrahls, eines sogenannten Jets zu beweisen, der vom Überrest des bisher einzigen bekannten Gravitationswellenereignisses ausgeht, bei dem zwei Neutronensterne miteinander verschmolzen. Bei den Beobachtungen im weltweiten Netzwerk spielte das 100-m-Radioteleskop in Effelsberg eine wichtige Rolle.

Im August 2017 wurde zum ersten Mal die Verschmelzung zweier sehr kompakter Sternüberreste, sogenannter Neutronensterne, beobachtet, deren vorhergehende...

Im Focus: (Re)solving the jet/cocoon riddle of a gravitational wave event

An international research team including astronomers from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has combined radio telescopes from five continents to prove the existence of a narrow stream of material, a so-called jet, emerging from the only gravitational wave event involving two neutron stars observed so far. With its high sensitivity and excellent performance, the 100-m radio telescope in Effelsberg played an important role in the observations.

In August 2017, two neutron stars were observed colliding, producing gravitational waves that were detected by the American LIGO and European Virgo detectors....

Im Focus: Materialdesign in 3D: vom Molekül bis zur Makrostruktur

Mit additiven Verfahren wie dem 3D-Druck lässt sich nahezu jede beliebige Struktur umsetzen – sogar im Nanobereich. Diese können, je nach verwendeter „Tinte“, die unterschiedlichsten Funktionen erfüllen: von hybriden optischen Chips bis zu Biogerüsten für Zellgewebe. Im gemeinsamen Exzellenzcluster „3D Matter Made to Order” wollen Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Universität Heidelberg die dreidimensionale additive Fertigung auf die nächste Stufe heben: Ziel ist die Entwicklung neuer Technologien, die einen flexiblen, digitalen Druck ermöglichen, der mit Tischgeräten Strukturen von der molekularen bis zur makroskopischen Ebene umsetzen kann.

„Der 3D-Druck bietet gerade im Mikro- und Nanobereich enorme Möglichkeiten. Die Herausforderungen, um diese zu erschließen, sind jedoch ebenso gewaltig“, sagt...

Im Focus: Diamanten, die besten Freunde der Quantenwissenschaft - Quantenzustand in Diamanten gemessen

Mithilfe von Kunstdiamanten gelang einem internationalen Forscherteam ein weiterer wichtiger Schritt in Richtung Hightech-Anwendung von Quantentechnologie: Erstmals konnten die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen den Quantenzustand eines einzelnen Qubits in Diamanten elektrisch zu messen. Ein Qubit gilt als die Grundeinheit der Quanteninformation. Die Ergebnisse der Studie, die von der Universität Ulm koordiniert wurde, erschienen jüngst in der renommierten Fachzeitschrift Science.

Die Quantentechnologie gilt als die Technologie der Zukunft. Die wesentlichen Bausteine für Quantengeräte sind Qubits, die viel mehr Informationen verarbeiten...

Im Focus: Wasser ist homogener als gedacht

Um die bekannten Anomalien in Wasser zu erklären, gehen manche Forscher davon aus, dass Wasser auch bei Umgebungsbedingungen aus einer Mischung von zwei Phasen besteht. Neue röntgenspektroskopische Analysen an BESSY II, der ESRF und der Swiss Light Source zeigen jedoch, dass dies nicht der Fall ist. Bei Raumtemperatur und normalem Druck bilden die Wassermoleküle ein fluktuierendes Netz mit durchschnittlich je 1,74 ± 2.1% Donator- und Akzeptor-Wasserstoffbrückenbindungen pro Molekül, die eine tetrahedrische Koordination zwischen nächsten Nachbarn ermöglichen.

Wasser ist das „Element“ des Lebens, die meisten biologischen Prozesse sind auf Wasser angewiesen. Dennoch gibt Wasser noch immer Rätsel auf. So dehnt es sich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Mobile World Congress: Bundesamt für Strahlenschutz rät zu Handys mit geringem SAR-Wert

22.02.2019 | Veranstaltungen

Unendliche Weiten: Geophysiker nehmen den Weltraum ins Visier

21.02.2019 | Veranstaltungen

Tagung rund um zuverlässige Verbindungen

20.02.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Der Zeit atomarer Vorgänge auf der Spur

22.02.2019 | Physik Astronomie

Wie Korallenlarven sesshaft werden

22.02.2019 | Biowissenschaften Chemie

Ökologische Holz-Hybridbauweisen für den Geschossbau

22.02.2019 | Architektur Bauwesen

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics