Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wieviel Wirbel macht ein Faultier?

19.10.2010
Fast alle der rund 5000 Säugetierarten haben exakt sieben Halswirbel. Ausnahmen gibt es nur wenige. Zu ihnen zählt das Faultier, mit acht bis zehn Halswirbel.

Dies zumindest war die bisherige Annahme. Ein internationales Forscherteam, darunter auch ein Paläontologe der Universität Zürich, hat jetzt jedoch bewiesen, dass auch das Faultier keine Ausnahme macht und nicht mehr als sieben Halswirbel hat. Diese Erkenntnis resultiert aus der Untersuchung des Verknöcherungsprozesses und wird jetzt im PNAS publiziert.


Dreifinger-Faultier Bradypus Tridactylus
Bild: UZH


Wirbelsäulenbauplan des Dreifinger-Faultier-Embryos Bradypus Tridactylus; seitliche Ansicht einer 3-D-Skelett-Rekonstruktion (Computertomografie-Bild; rot, blau: Anlage der Wirbelsäule; grün, orange: Schulter- und Beckengürtel)
Bild: UZH

Ein Vergleich zwischen den Wirbelsäulenbauplänen von Vögeln, Schlangen, Echsen und vielen anderen Tieren offenbart einen eindrucksvollen Variantenreichtum. Dies bezieht sich auch auf die Zahl der Halswirbel. So hat beispielsweise ein Schwan doppelt so viele Halswirbel wie ein Singvogel. Ein ganz anderes Bild zeigt sich diesbezüglich bei den Säugetieren: So unterschiedlich die Arten sind, alle haben gleich viele Halswirbel: Die Giraffe und der Mensch, die Maus, der Elefant und auch das Gürteltier, alle haben sie exakt sieben Halswirbel.

Unter den rund 5000 Säugetierarten gibt es nur wenige, deren Halswirbelzahl von dieser Norm abweicht. Zu diesen Ausnahmen gehörten gemäss bisheriger Annahme die Faultiere: Im Halsbereich haben sie acht bis zehn rippenlose Wirbel, die in Analogie zu den übrigen Säugetieren als Halswirbel bezeichnet wurden.

Denn gemäss der in der Anatomie gebräuchlichen Definition gehören alle Wirbel, die oberhalb des Schultergürtels liegen, zu den Halswirbeln. Merkmale für Brustwirbel dagegen sind deren Rippenfortsätze.

Marcelo R. Sánchez, Paläontologe der Universität Zürich, ist zusammen mit zwei seiner ehemaligen Doktorandinnen Teil einer internationalen Forschergruppe, welche erstmals den Verknöcherungsprozess analysiert hat – auf der Suche nach einer Erklärung für die Abweichungen zwischen dem Wirbelsäulenbauplan der Faultiere und jenem der übrigen Säuger. Dabei sind die Forschenden auf aufschlussreiche entstehungsgeschichtliche Unterschiede gestossen.

Aus Halswirbel werden Brustwirbel

Die Wissenschaftler erforschten mit computertomografischen Methoden die Verknöcherungsprozesse von Hals- und Brustwirbeln an seltenen Faultier-Embryonen aus alten Museumssammlungen. In der Folge konnten sie nachweisen, dass bei allen Säugetieren die Verknöcherung der obersten Brustwirbel jeweils vor der Verknöcherung der Halswirbel stattfindet. Einzige Ausnahme: Faultiere. Bei den sogenannten Dreifinger-Faultieren findet die Verknöcherung der Rumpf- und der rippenlosen Halswirbel vor der Verknöcherung der Wirbel des Brustkorbs statt. Dabei machten die Forschenden eine erstaunliche Entdeckung: Die untersten ein bis drei, als «Halswirbel» bezeichneten Wirbel der Faultiere weisen in ihrer Entstehung eine grosse Ähnlichkeit mit Brustwirbeln auf, sind aber im Unterschied zu diesen nicht mit Rippen versehen.

Daraus folgt: Entstehungsgeschichtlich sind die untersten ein bis drei Wirbel im Halsbereich von Faultieren nichts anderes als rippenlose Brustwirbel. Das heisst, die Zahl der effektiven Halswirbel reduziert sich damit auch für Faultiere auf sieben – womit folglich selbst diese Tierart den für Säugetiere typischen konservativen Wirbelsäulenbauplan aufweist.

Die neuen Forschungsresultate unterstützen die These, dass Wirbel, Glieder und zumindest Teile des Brustkorbs unterschiedliche embryonale Ursprünge haben. Bei Dreifinger-Faultieren sind die Position von Schulter, Becken und Brustkorb von einander abhängig. Im Vergleich zu den Vorfahren, die sie mit anderen Säugetieren teilen, sind beim Dreifinger-Faultier die Positionen von Schulter, Becken und Brustkorb auf der Wirbelsäule nach unten verschoben, wodurch der Hals länger wird. – Mehr Halswirbel als andere Säuger hat aber das Faultier im Rahmen der Entwicklungsgeschichte nicht gemacht.

Literatur:
Lionel Hautier, Vera Weisbecker, Marcelo R. Sánchez-Villagra, Anjali Goswami, Robert J. Asher, Skeletal development in sloths and the evolution of mammalian vertebral patterning, PNAS,

doi 10.1073

Zur Mathematisch-naturwissenschaftlichen Fakultät (MNF) der Universität Zürich: Die Mathematisch-naturwissenschaftliche Fakultät (MNF) ist eine der sieben Fakultäten der Universität Zürich (UZH). Mit ihren rund 120 Professorinnen und Professoren an 13 Instituten lehrt und forscht die MNF auf höchstem internationalem Niveau. In den Bereichen Life Sciences und Umweltwissenschaften zählt die MNF der UZH gemäss Shanghai-Ranking zu den europäischen Top-Adressen (Rang 5).

Kontakt:
Prof. Dr. Marcelo R. Sánchez-Villagra
Paläontologisches Institut und Museum
Universität Zürich
Tel. +41 (0)44 634 23 42
E-Mail: m.sanchez@pim.uzh.ch

Beat Müller | idw
Weitere Informationen:
http://www.mediadesk.uzh.ch
http://www.mediadesk.uzh.ch/articles/2010/faultier-macht-wirbel.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Infrarotsensor als neue Methode für die Wirkstoffentwicklung
19.07.2018 | Ruhr-Universität Bochum

nachricht Neues aus der Schaltzentrale
18.07.2018 | Karl-Franzens-Universität Graz

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: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Im Focus: Was passiert, wenn wir das Atomgitter eines Magneten plötzlich aufheizen?

„Wir haben jetzt ein klares Bild davon, wie das heiße Atomgitter und die kalten magnetischen Spins eines ferrimagnetischen Nichtleiters miteinander ins Gleichgewicht gelangen“, sagt Ilie Radu, Wissenschaftler am Max-Born-Institut in Berlin. Das internationale Forscherteam fand heraus, dass eine Energieübertragung sehr schnell stattfindet und zu einem neuartigen Zustand der Materie führt, in dem die Spins zwar heiß sind, aber noch nicht ihr gesamtes magnetisches Moment verringert haben. Dieser „Spinüberdruck“ wird durch wesentlich langsamere Prozesse abgebaut, die eine Abgabe von Drehimpuls an das Gitter ermöglichen. Die Forschungsergebnisse sind jetzt in "Science Advances" erschienen.

Magnete faszinieren die Menschheit bereits seit mehreren tausend Jahren und sind im Zeitalter der digitalen Datenspeicherung von großer praktischer Bedeutung....

Im Focus: Erste Beweise für Quelle extragalaktischer Teilchen

Zum ersten Mal ist es gelungen, die kosmische Herkunft höchstenergetischer Neutrinos zu bestimmen. Eine Forschungsgruppe um IceCube-Wissenschaftlerin Elisa Resconi, Sprecherin des Sonderforschungsbereichs SFB1258 an der Technischen Universität München (TUM), liefert ein wichtiges Indiz in der Beweiskette, dass die vom Neutrino-Teleskop IceCube am Südpol detektierten Teilchen mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer Galaxie in vier Milliarden Lichtjahren Entfernung stammen.

Um andere Ursprünge mit Gewissheit auszuschließen, untersuchte das Team um die Neutrino-Physikerin Elisa Resconi von der TU München und den Astronom und...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

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

Automatisiertes Befüllen von Regalen im Einzelhandel

19.07.2018 | Verkehr Logistik

Mobilfunkstrahlung kann die Gedächtnisleistung bei Jugendlichen beeinträchtigen

19.07.2018 | Studien Analysen

Mit dem Nano-U-Boot gezielt gegen Kopfschmerzen und Tumore

19.07.2018 | Medizin Gesundheit

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