Posted in: Biologie 1. Dezember 2010 15:50 Weiter lesen →

Beuteltiere: Frühstart für die Arme

Foto zeigt Beutelratten-Neugeborenes, wurmähnlich mit stämmigen Armen, vor einer kleinen Münze als Größenvergleich Beuteltiere kommen im extrem unreifen Zustand auf die Welt und vollziehen den Großteil ihres Wachstums außerhalb des mütterlichen Körpers. Dieses Konzept spiegelt sich auch in der Embryonalentwicklung der Beutelsäuger wider, haben zwei amerikanische Biologinnen zeigen können. Insbesondere die Arme, mit denen sich die Jungen zu den mütterlichen Zitzen vorarbeiten, werden demnach extrem früh angelegt.

Neugeborene Beutelratten müssen ohne Hilfe den Weg zur Zitze finden. Foto: Anna Keyte, Duke University

Die Arme beginnen ihre Entwicklung vor beinahe jeder anderen Struktur im Embryo, beobachteten Anna Keyte und Kathleen Smith von der Duke University in Durham. Zumindest im Fall der studierten Beutelratte schienen sie sich also völlig unabhängig von anderen Organsystemen zu bilden, so Smith. „Die Entwicklung ist vielleicht ein flexiblerer Prozess als wir bislang angenommen haben.“

Keyte und Smith studierten die Embryonalentwicklung der südamerikanischen Haus-Spitzmausbeutelratte (Monodelphis domestica). Der Nachwuchs der Beutler wird nach lediglich zweiwöchiger Tragzeit geboren. Er verlässt den Geburtskanal als rosiger Wurm, der jedoch vergleichsweise kräftige Arme besitzt. Mit diesen arbeitet er sich zu den Zitzen vor und verbringt dort weitere acht Wochen, in denen er allmählich zum mausähnlichen Tier heranwächst.

Um das Sprossen der Gliedmaßen verfolgen zu können, untersuchte Keyte unterschiedlich alte Embryonen auf eine Aktivierung der Gene Tbx5 und Tbx4. Die von den beiden Genen codierten Proteine steuern als Transkriptionsfaktoren die Aktivität weiterer Gene. Ihr Auftauchen verrät die Festlegung eines Gewebebereichs als Knospe eines künftigen Arms bzw. Beins.

Verglichen mit der Embryonalentwicklung von Maus und Huhn, wird bei der Spitzmausbeutelratte das für die vordere Gliedmaße zuständige Tbx5 schon sehr früh erstmals abgelesen, berichten die Forscherinnen. Zudem rekrutieren die Knospen der künftigen Arme deutlich mehr Zellen aus ihrer Umgebung als bei den anderen Wirbeltieren.

Verblüffenderweise wird aber auch das für die hintere Gliedmaße zuständige Tbx4 bei der Beutelratte sehr früh aktiviert. Dass die Beine des Beutlers bei der Geburt dennoch kaum mehr als fleischige Zipfel sind, könnte nach Ansicht der Forscherinnen daran liegen, dass der hintere Teil des Embryos nicht genügend Material für ein stärkeres Wachstum hergibt.

Forschung: Anna L. Keyte und Kathleen K. Smith, Department of Biology, Duke University, Durham

Veröffentlichung Development, Vol. 137, pp 4283-94, DOI 10.1242/dev.049445

WWW:
Kathleen Smith’s Lab, Duke University
Monodelphis domestica
Organogenesis

Lesen Sie dazu im Scienceticker:
Wie Beuteltiere groß wurden


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