Auster und Schnecke nutzen unterschiedliche genetische Wege zur Schalenherstellung Evolution: Perlmutt mehrfach "erfunden" - scinexx | Das Wissensmagazin
Anzeige
Anzeige

Auster und Schnecke nutzen unterschiedliche genetische Wege zur Schalenherstellung

Evolution: Perlmutt mehrfach „erfunden“

Schale mit Perlmutt: Muschel Pinctada maxima. © Uni Göttingen

Muscheln und Schnecken bilden Schalen in unterschiedlichen Formen und Farben, manche fallen durch ihr schillerndes Perlmutt besonders auf. Wie diese Weichtiere die robusten und komplizierten Schalenstrukturen herstellen, hat jetzt ein internationales Forscherteam am Beispiel der Muschel Pinctada maxima und der Schnecke Haliotis asinina genauer untersucht. Das überraschende Ergebnis: Beide Arten desselben Tierstammes haben offenbar unabhängig voneinander verschiedene genetische Lösungen für die Schalenbildung entwickelt.

Darüberhinaus entdeckten die Wissenschaftler bei der Analyse von Proteinen, die bei der Herstellung der Schalen eine Rolle spielen, bei beiden Arten ungewöhnliche Strukturen. Diese sind auch in Zusammenhang mit der Bildung von anderem elastischen Material wie zum Beispiel Spinnenseide bekannt. Die Forscher um den Göttinger Geobiologen Daniel J. Jackson stellen jetzt in der Online-Ausgabe des Fachjournals „Molecular Biology and Evolution“ ihre Ergebnisse erstmals vor.

Seeohr und Silberlippige Perlauster

Die zum Tierstamm der Weichtiere gehörenden Schnecken und Muscheln kommen in ganz unterschiedlichen Lebensräumen vor. H. asinina ist eine in warmen Meeren lebende Schnecke, deren perlmuttreiche Schale die Form einer Ohrmuschel hat und die deshalb auch tropisches „Seeohr“ genannt wird. Die Südsee-Muschel P. maxima ist eine sehr große Auster, die weiße Perlen bildet und daher auch als „Silberlippige Perlauster“ bezeichnet wird. Während die Tiere heranwachsen, sondern sie Kalziumkarbonat ab und bilden daraus die Schale.

Wissenschaftler nahmen bislang an, dass die verschiedenen Weichtiere für die Schalenbildung auf die gleichen Gene zurückgreifen. Das Forscherteam um Jackson fand dagegen nun heraus, dass die beiden untersuchten Arten nur weniger als zehn Prozent ihrer Gene teilen. Daraus folgern die Wissenschaftler, dass das genetische Repertoire, das die Schalenbildung ermöglicht, bei den beiden Arten grundlegend verschieden sein muss. Sie vermuten, dass Muscheln und Schnecken im Laufe der Evolution für die Bildung ihrer Schalen unterschiedliche genetische Lösungen unabhängig voneinander entwickelt haben.

Schale mit Perlmutt: Schnecke Haliotis asinina. © Uni Göttingen

Ungewöhnliche Strukturen

Bei der Analyse der unterschiedlichen Proteine in H. asinina und P. maxima stießen die Wissenschaftler zudem auf ungewöhnliche Strukturen: Die Proteine haben sich wiederholende Abschnitte, so genannte Domänen, die aus häufig aufeinanderfolgenden Aminosäuren bestehen. Jede der Domänen faltet sich zu einer unterschiedlichen räumlichen Struktur. Das Zusammenwirken dieser Domänen ist für die Gesamtfunktion eines Proteins entscheidend.

Anzeige

„Die in den beiden Arten unterschiedlichen Proteine enthalten jeweils nur wenige der 20 möglichen Aminosäuren, die mehrfach aneinander gereiht werden und eine Sequenz bilden, die oft wiederholt wird“, erläutert Jackson. Ähnliche Proteine sind in der Natur zum Beispiel in der Seide von Spinnen bekannt, in der eine hohe Elastizität erforderlich ist. Daher könnten sie in der Weichtierschale ebenfalls eine wichtige Rolle bei der Bildung stabiler und robuster Schalen spielen.

Auf dem Weg zum künstlichen Perlmutt

Die Ergebnisse der Wissenschaftler helfen zu verstehen, wie Weichtiere ihre komplizierten Schalenstrukturen herstellen. Die gesammelten Daten könnten Materialwissenschaftlern aber auch bei Versuchen dienen, die stabile natürliche Keramik Perlmutt künstlich herzustellen.

(idw – Universität Göttingen, 24.02.2010 – DLO)

Anzeige

In den Schlagzeilen

Diaschauen zum Thema

Dossiers zum Thema

DNA - Von Genen, Mördern und Nobelpreisträgern

Quallen - Faszinierende Überlebenskünstler der Ozeane

Tintenfische - Intelligente Anpassungskünstler unter Wasser

News des Tages

Bücher zum Thema

Faszination Meeresforschung - Ein ökologisches Lesebuch von Gotthilf und Irmtraut Hempel sowie Sigrid Schiel

Die Macht der Gene - Schön wie Monroe, schlau wie Einstein von Markus Hengstschläger

Fantastisches Tierreich - Zwischen Legende und Wirklichkeit von John Downer

Unter Wasser - von Bill Curtsinger

Abenteuer Evolution - Die Ursprünge des Lebens von Walter Kleesattel

Deep Blue - Entdecke das Geheimnis der Ozeane

Das ist Evolution - von Ernst Mayr

Dolly - Der Aufbruch ins biotechnische Zeitalter von Colin Tudge, Ian Wilmut & Keith Campbell

Ingenieure des Lebens - DNA-Moleküle und Gentechniker von Huub Schellekens und Marian C Horzinek (Übersetzer)

Gipfel des Unwahrscheinlichen - Wunder der Evolution von Richard Dawkins

Einführung in die Ökologie - von Wolfgang Tischler

Top-Clicks der Woche

Anzeige
Anzeige