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Frühes Embryonalstadium (Gastrula) der Seeanemone © S. Kaul-Strehlow, P. Steinmetz
Frühes Embryonalstadium (Gastrula) der Seeanemone © S. Kaul-Strehlow, P. Steinmetz

APA

150 Jahre alte Keimblatt-Theorie von Wiener Forschern umgestülpt

11.09.2017

Bei höheren Tieren, also allem was von Würmern bis Menschen auf Mutter Erde kreucht und fleucht, entwickelt sich der Körper aus drei "Keimblättern". Bei ganz simplen Wesen wie Blumentieren sind dafür nur zwei nötig, glaubten die Zoologen bisher. Doch Wiener Forscher berichten im Fachblatt "Nature Ecology and Evolution", dass auch ihre Entwicklungsprogramme schon auf drei Keimblätter verteilt sind.

Die Forscher um Ulrich Technau vom Department für Molekulare Evolution und Entwicklung der Universität Wien entdeckten bei einer bestimmten Art von Blumentieren, der Seeanemone "Nematostella vectensis", dass dort schon die Genexpressions-Programme für alle drei Keimblätter angelegt und räumlich getrennt aktiv sind. Offensichtlich gab es also schon bei einem gemeinsamen Vorfahren von Blumentieren und höheren Tieren drei unterschiedliche Entwicklungseinheiten, erklärte Technau im Gespräch mit der APA. Bisher nahm man an, dass das mittlere Keimblatt (Mesoderm) eine Neuerfindung in der Evolution höherer Tiere war.

Aufgabentrennung: Ekto-, Ento- und Mesoderm

Bei ihnen gibt es das außen liegende Ektoderm, aus dem die Haut und das Nervensystem entstehen, das Mesoderm, von dem Muskulatur und Drüsen gebildet werden, und das Entoderm, dessen Zellen sich zum Darm und anderen inneren Organen entwickeln. Bei Blumentieren, der mit mehr als 7.000 Arten größten Klasse der Nesseltiere, hatte man zuvor nur zwei Keimblätter entdeckt, die als Ekto- und Entoderm bezeichnet wurden. Teilweise sprach man ihrem Entoderm auch mesodermale Eigenschaften zu und nannte es darum Mesentoderm.

Auch diese Zuteilung ist nach der neuen Studie teilweise obsolet. "Das Entoderm der höheren Tiere ist laut unseren Resultaten nicht evolutionär mit der inneren Zellschicht der Seeanemone verwandt, sondern vermutlich aus dem Schlund-Ektoderm hervorgegangen", so Technau. Das Schlund-Ektoderm ist eine Einstülpung der äußeren Zellschicht (Ektoderm) im Mundbereich entlang der inneren Zellschicht (Entoderm). Das Entoderm der Seeanemonen weist wiederum viel mehr Ähnlichkeiten mit dem Mesoderm von höheren Tieren auf, als mit deren Entoderm, erklären die Forscher.

Offenbar wurden in der Evolution von einfachen zu komplizierter gebauten Tieren also die Aufgaben teilweise neu zugeteilt und deutlicher getrennt. Dadurch wurde das Mesoderm irgendwann als "neues" Keimblatt erkennbar, obwohl es im Verborgenen schon länger existierte.

Service: http://dx.doi.org/10.1038/s41559-017-0285-5

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