Schalenbildung innovativ für Evolution

Astrosclera willeyana Quelle: Foto: Universität Göttingen (idw)

Vor über 540 Millionen Jahren entstand aus einer Gesellschaft vergleichsweise einheitlicher Vorfahren mit weichen Körpern komplexes tierisches Leben. Die evolutionäre Innovation bestand darin, dass die Tiere mineralisierte Hartteile wie Schalen, Stacheln, Nadeln und Außenskelette ausbildeten. Forscher der Universität Göttingen haben jetzt herausgefunden, wie ein verhältnismäßig einfach strukturiertes Tier den Abbau eigener Zellen zur Herstellung von Biomineralen und damit zum Skelettbau nutzt. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Autophagy erschienen.

„Der marine Schwamm Astrosclera willeyana stellt sein Skelett aus Kalziumkarbonat her und bedient sich dafür anscheinend einer reich vorhandenen Vielfalt intrazellulärer Bakterien“, sagt Prof. Dr. Daniel Jackson vom Courant Forschungszentrum Geobiologie der Universität Göttingen, Leiter und Erstautor der Studie. Mittels verschiedener molekularer Techniken konnten die Forscher demonstrieren, dass der Schwamm zunächst einen Teil dieser bakteriellen Gesellschaft über einen Mechanismus abbaut, der als Autophagie – Abbau eigener Zellbestandteile – bekannt ist. Die bakteriellen Abbauprodukte dienen dann als organisches Gerüst, an dem der Skelettbau stattfindet.

Autophagie spielt in vielfältigen biologischen Prozessen, wie Altern, Krebsentstehung, Hunger, Immunität und Energiehaushalt eine Rolle. Die Studie zeigt jedoch erstmals eine Verbindung von Autophagie und Biomineralisation auf. „Bisher wurde die Idee, dass auch andere Tiere mittels Autophagie ihre Skelette ausbilden, noch nicht getestet. Solche Entdeckungen würden eine spannende Gemeinsamkeit aufzeigen, die sich durch die Evolutionsgeschichte der Tierwelt ziehen könnte“, so Prof. Jackson.

Quelle: Georg-August-Universität Göttingen (idw)