Forscher drehen Schnecken um

Der Fund einer Weinbergschnecke, deren Gehäuse entgegen der Norm linksherum gewunden ist, gilt unter Naturfreunden als kleine Sensation. Am Beispiel einer Süßwasserschnecke hat eine japanische Forschergruppe nun zeigen können, dass solche “Schneckenkönige” verblüffend leicht hergestellt werden können. Dazu muss man lediglich die wenigen Zellen früher Schneckenembryonen in die gewünschte Anordnung drücken.

Foto: Kuroda Laboratory

Die meisten der “umgedrehten” Embryonen behalten ihre neue Windungsrichtung dauerhaft bei und entwickeln sich zu völlig normalen und fruchtbaren Schnecken, berichten Reiko Kuroda von der Universität Tokyo und ihre Gruppe im Magazin “Nature”. Bei ihrer Nachkommenschaft entspricht die Windungsrichtung wieder der genetischen Vorgabe.

Kuroda und Kollegen führten ihre Versuche mit der Spitzschlammschnecke (Lymnaea stagnalis) durch, einem auch in Mitteleuropa häufigen Süßwasserbewohner. Entsprechend den Genen jenes Elternteils, das bei der Paarung als Mutter fungiert hat, winden sich die gut daumenlangen Gehäuse der Tiere links- oder rechtsherum um die Längsachse.

Foto: B. Endo

Zementiert wird diese Richtung im Laufe der dritten Furchungsteilung, wenn sich die Zahl der Zellen im Embryo von vier auf acht verdoppelt. Lediglich bei genetisch rechtsgängigen Tieren sind die vier kleinen Tochterzellen im Uhrzeigersinn gegen ihre Ausgangszellen verdreht. Versuchsweise rückten die Biologen solchen Embryonen mit feinen Glasstäbchen zuleibe und drückten die Tochterzellen bei genetisch linksgängigen Tieren ebenfalls in diese verdrehte Anordnung. Bei genetisch rechtsgängigen Tieren beseitigten sie die Drehung dagegen.

Die neue Anordnung entfaltete eine verblüffende Signalwirkung. So zeigte das Gen Nodal – in praktisch allen höheren Tierstämmen mit zuständig für die Ausbildung der Körperachsen – bei den manipulierten Embryonen ein Aktivitätsmuster, das spiegelbildlich zu der ursprünglichen genetischen Orientierung war. Offenbar wird selbst dieses wichtige Entwicklungsgen von der Ver- bzw. Entwindung des Zellskeletts beeinflusst, folgern Kuroda und ihre Gruppe. Diese Entdeckung eröffne neue Möglichkeiten, die Umsetzung des genetischen Körperbauplans während der Embryonalentwicklung zu studieren.

Forschung: Reiko Kuroda, Bunshiro Endo, Masanori Abe und Miho Shimizu, Department of Life Sciences und Department of Biophysics and Biochemistry, The University of Tokyo, und Kuroda Chiromorphology Team, ERATO-SORST, Japan Science and Technology Agency, Tokyo

Online-Veröffentlichung Nature, 25. November 2009, DOI 10.1038/nature08597

WWW:
Kuroda Research Group, University of Tokyo
Kuroda Chiromorphology, Japan Science and Technology Agency
Die Windungsrichtung der Schneckenschale
The Early Development of Snails
How do Embryos Know Their Left Side from Right?

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Links und Rechts: Frühlingstierchen aus Guizhou