Wie Schlangen lang werden

Mittwoch, 18. Juni 2008, 19:00 • Rubrik Biologie, Genetik.

Während Frösche nur etwa 10 Wirbel haben, bringen es Schlangen auf mehrere Hundert. Die Grundlage dieser großen Schwankungsbreite glauben amerikanische und britische Forscher gefunden haben. Wie sie im Magazin “Nature” berichten, tickt eine chemische Uhr, die den Takt der Wirbelbildung vorgibt, bei Schlangen sehr viel schneller als bei anderen Wirbeltieren.

Kobra. Foto: jorgpixs /Stockxpert

Die Dauer der Phase der Wirbelbildung sei dagegen von geringer Bedeutung, schreiben die Forscher um Olivier Pourquié vom Stowers Institute for Medical Research. Während die Kornnatter für ihre gut 300 Wirbelvorläufer etwa 21 Zellgenerationen benötige, seien es bei der Maus mit 65 Wirbelvorläufern etwa 17 Generationen. Offenbar erkläre sich ein großer Teil der evolutionären Bandbreite in der Wirbelzahl durch die unterschiedliche Schwingungsdauer des chemischen Pendels.

Die Wirbel des Rückgrats gehen auf Bündel von Zellen zurück, die beiderseits des Rückenmarks von einem “Reservoir” abgeschnürt werden, während sich der Embryo streckt. Frühere Untersuchungen hatten gezeigt, dass die Bildung dieser Ursegmente oder Somiten durch an- und abschwellende Rückkopplungseffekte in einem Netzwerk von Signalmolekülen kontrolliert wird. Als Folge laufen regelrechte Wellen unterschiedlicher Genaktivität durch den Embryo.

Pourquié und Kollegen verglichen nun das Ticken dieser chemischen Uhr bei Kornnatter, Zebrabärbling, Huhn und Hausmaus. In allen Fällen besteht das Netzwerk aus den gleichen Komponenten, fanden die Forscher. Deutlich unterschiedlich ist dagegen die Dynamik. So wird bei der Kornnatter im Schnitt alle 100 Minuten ein Somit abgeschnürt, während es beispielsweise beim Huhn 90 Minuten sind. Setze man diese Werte allerdings in Beziehung zur generellen Entwicklungsgeschwindigkeit der jeweiligen Embryonen, erfolge die Somitenbildung bei der Schlange viermal schneller als beim Huhn, schreiben die Forscher. Bis das Reservoir, das präsomitische Mesoderm nahe des Körperhinterendes, erschöpft sei, bilde die Schlange daher ein Vielfaches an Somiten.

Forschung: Céline Gomez und Olivier Pourquié, Stowers Institute for Medical Research, Kansas City, Missouri; Julian Lewis, Vertebrate Development Laboratory, Cancer Research UK, London Research Institute; und andere

Online-Veröffentlichung Nature, 18. Juni 2008, DOI 10.1038/nature07020

WWW:
Pourquié Lab, Stowers Institute
Vertebrata
Somites
Somite Formation

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