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Vor der Diversifizierung der Tierwelt steht die Segmentierung

01.09.2010 - (idw) Wissenschaftliche Abteilung, Französische Botschaft in der Bundesrepublik Deutschland

In der Segmentierung, d. h. der Unterteilung des Körpers in anatomisch gleiche Abschnitte, liegt anscheinend das Geheimnis der Vielfalt und der Langlebigkeit der weltweit am häufigsten vorkommenden großen Tiergruppen. Forscher des CNRS und der Universität Paris Diderot haben gezeigt, dass diese Besonderheit auf einen gemeinsamen Vorfahren zurückzuführen ist. Dieser ebenfalls segmentierte Vorfahre lebte vor 600 Millionen Jahren und veränderte das Antlitz der Welt. Diese Entdeckung wurde in der Fachzeitschrift "Science" vom 16. Juli 2010 veröffentlicht. Welche Gemeinsamkeiten gibt es zwischen Tausendfüßern, Regenwürmern und Menschen? Die regelmäßige Wiederholung anatomisch gleicher Abschnitte vom oberen bis zum unteren Ende des Tieres. Diese Besonderheit, die die Forscher Segmentierung nennen, ist besonders für drei große Tiergruppen charakteristisch. Sie ist nicht immer eindeutig von Außen zu erkennen, entweder weil die Segmente unter einem Panzer versteckt sind oder weil sie teilweise miteinander verschmolzen sind.

Die Gliederfüßer (Arthropoden), wie Insekten, Spinnen, Skorpione, Tausendfüßer und Krebstiere, sind bei weitem der größte Stamm unserer Erde. Sie umfassen die größte Anzahl von Arten und Individuen.
Der zweitgrößte Stamm sind die Wirbeltiere. Sie schließen die meisten uns vertrauten Tierarten ein, wie auch den Menschen. Bei uns wird die Segmentierung in den Wirbeln, den Muskeln und den Nerven deutlich.
Die dritte Gruppe sind die Ringelwürmer, die sowohl Regen- als auch Meerwürmer einschließen. Sie besitzen ebenfalls eine große Artenvielfalt und ihre Körper bestehen im Wesentlichen aus gleichartigen Segmenten.

Diese drei Gruppen sind nicht wirklich miteinander verwandt. Woher kommt also die gemeinsame Segmentierung? Diese Frage stellten sich die Wissenschaftler des CNRS und der Universität Paris Diderot im Jacques Monod Institut und untersuchten dabei zwei Möglichkeiten: Entweder erbten sie sie von einem gemeinsamen Vorfahren, der vor 600 Millionen Jahren lebte, also noch vor der Kambrischen Explosion, einem Zeitraum, als sich die Mehrheit der bekannten Tierarten entwickelte. Oder die Segmentierung trat mehrmals in der Evolutionsgeschichte auf. Die Forscher gehen davon aus, dass die Segmentierung einen entscheidenden evolutionären Vorteil bezüglich der Vielfalt und der Lebensdauer bietet.

Die Forscher haben herausgefunden, dass die Gene, die die Bildung der Segmente im Laufe der Embryonalentwicklung steuern, bei der Drosophila (Gliederfüßer) und beim Ringelwurm fast identisch sind. Ausgehend von dieser Ähnlichkeit schlussfolgerten sie, dass die Gene von einem gemeinsamen, ebenfalls segmental aufgebauten Vorfahren stammen. Es scheint außerdem, als ob die Wirbeltiere diese Besonderheit von dem gleichen Vorfahren wie die Gliederfüßer und Ringelwürmer geerbt haben. Dies wollen die Forscher nun nachweisen. Ihre Arbeit stützt sich auf die bislang noch unbewiesene These, dass die Segmentierung nur ein einziges Mal in der Entwicklungsgeschichte auftrat und dass auf sie die große Vielfalt der segmental aufgebauten Tierarten zurückzuführen ist. Aber welchen Vorteil hat die Segmentierung? Um sich an die umweltbedingten Veränderungen anzupassen, ist es leichter ein einzelnes Segment in ein spezifisches Werkzeug "umzuprogrammieren", als ein Organ komplett neu zu erschaffen.

Kontakte:
- Guillaume Balavoine, Institut Jacques Monod und CNRS/Université Paris Diderot - Tel : +33 1 57 27 80 02 - E-mail : balavoine.guillaume@ijm.univ-paris-diderot.fr

- Michel Vervoort, Tel : +33 1 57 27 80 02 oder 03, E-mail : vervoort.michel@ijm.univ-paris-diderot.fr

Quelle: "A l'origine de l'extraordinaire diversification des animaux : la segmentation", Pressemitteilung des CNRS - 16.07.2010 - http://www2.cnrs.fr/presse/communique/1931.htm

Redakteurin: Myrina Meunier, myrina.meunier@diplomatie.gouv.fr

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