Ain’t got no body: Warum Seesterne nur Krabbelköpfe sind

Nervensystem eines älteren Batstars (Laurent Formery / Olympic / Evident Image of the Year Award)
Nervensystem eines älteren Batstars (Laurent Formery / Olympic / Evident Image of the Year Award)

Wo würde ein Seestern einen Hut tragen, wenn er einen hätte, und in welcher Beziehung steht sein Körperbau zu dem seiner nahen Verwandten, den Menschen? Solche Fragen haben Wissenschaftler lange Zeit verwirrt, aber ein Team in Kalifornien Ich glaube, sie haben endlich herausgefunden, wo sich der Kopf eines Seesterns befindet – und es war eine völlige Überraschung. 

Mithilfe fortschrittlicher genetischer und molekularer Werkzeuge erstellten die Forscher einen 3D-Atlas der Genexpression von Seesternen (die Art und Weise, wie in einem Gen kodierte Daten in eine Funktion umgewandelt werden) und kartierten ihre Körperregionen. 

„Die Antwort ist viel komplizierter als wir erwartet hatten“, sagt der Postdoktorand Laurent Formery von Stanford University, Hauptautor der Studie, die in den Laboren des leitenden Autors Prof. Christopher Lowe an der Stanford School of Humanities & Sciences zusammen mit Daniel S. Rokhsar von der University of durchgeführt wurde Kalifornien , Berkeley. 

„Es ist einfach seltsam und höchstwahrscheinlich war die Entwicklung der Gruppe sogar noch komplizierter.“ Zur Gruppe der Stachelhäuter zählen nicht nur Seesterne, sondern auch Seegurken und Seeigel.

Erwachsener Batstar (Laurent Formery)
Erwachsener Batstar (Laurent Formery)

Unerwarteterweise stellte sich heraus, dass der „Kopf“ eines Seesterns nicht an einer einzigen Stelle lokalisiert war. Stattdessen entdeckten die Wissenschaftler „kopfähnliche“ Bereiche, die über die gesamte Körpermitte und in der Mitte jedes Glieds verteilt waren, mit einem schwanzähnlichen Bereich entlang des Umfangs. 

Da kein Teil eines Seesterns die genetische Struktur aufwies, die mit dem Rumpf eines Tieres in Verbindung gebracht wird, scheint es, dass Seesterne am besten als Köpfe mit der Fähigkeit zum Kriechen beschrieben werden können!

Zoologisches Mysterium

Seesterne sind sehr alt, aber auch eng mit Menschen verwandt. Sie beginnen ihr Leben als befruchtete Eier, aus denen frei schwimmende Larven schlüpfen und die als Plankton monatelang treiben können, bevor sie sich auf dem Meeresboden niederlassen. 

Seestern: Metamorphose der Larve ins Jungtier (Laurent Formery)
Metamorphose der Fledermaussternlarve in ein Jungtier (Laurent Formery)

An diesem Punkt verwandeln sie sich von einem symmetrischen „bilateralen Körperplan“ wie Menschen in Erwachsene mit einer fünfzackigen Sternform oder einem „pentaradialen Körperplan“.

Jugendlicher Batstar in Bewegung (Laurent Formery)

„Das ist seit Jahrhunderten ein zoologisches Rätsel“, sagt Lowe. „Wie kann man von einem bilateralen Körperplan zu einem pentaradialen Plan wechseln und wie kann man einen Teil des Seesterns mit unserem eigenen Körperplan vergleichen?

„Anatomisch gesehen gibt es an einem Seestern nichts, was man mit einem Wirbeltier in Verbindung bringen könnte. Da ist einfach nichts.“ Das Team beschloss, die „seltsame“ Anatomie zu ignorieren und sich auf die Analyse des Seesterns auf genetischer und molekularer Ebene zu konzentrieren. 

Batstars (Patriria miniata) wurden ausgewählt, weil bereits Protokolle aus früheren wissenschaftlichen Forschungen zu dieser Art vorlagen, was an der Westküste der USA, wo das Team arbeitet, sehr häufig vorkommt.

Skelett, Muskeln und Nervensystem eines jugendlichen Fledermaussterns (Laurent Formery)
Skelett, Muskeln und Nervensystem eines jugendlichen Fledermaussterns (Laurent Formery)

„Zuerst haben wir Seesternarme von der Spitze bis zur Mitte, von oben nach unten und von links nach rechts in dünne Scheiben geschnitten“, sagt Formery. „Wir verwendeten RNA-Tomographie, um zu bestimmen, welche Gene in jedem Schnitt exprimiert wurden, und setzten die Schnitte dann mithilfe von „wieder zusammen“. Computer Modelle. Dadurch erhielten wir eine 3D-Karte der Genexpression.“

Eine zweite Methode nutzte eine neuere technische Entwicklung namens in situ Hybridisierungskettenreaktion. Dabei wurde Batstar-Gewebe gefärbt und visuell untersucht, um festzustellen, wo ein Gen exprimiert wurde. 

Batstar-Genexpression (Laurent Formery)
Batstar-Genexpression (Laurent Formery)

„Selbst in neueren molekularen Arbeiten steht neben Stachelhäutern im Stammbaum ein Fragezeichen, weil wir nicht viel über sie wissen“, sagt Formery. „Es war schön zu zeigen, dass wir – zumindest auf molekularer Ebene – ein neues Puzzleteil haben, das jetzt auf den Baum gelegt werden kann.“ Die Forschungsergebnisse des Teams werden in veröffentlicht Natur.

Auch auf Divernet: Feiernde Seesterne verfolgen den Lebensstil eines Teenagers, Taucherumfrage gibt Aufschluss über Seesternepidemie, Tauchlehrer „sich der COTS-Gefahr nicht bewusst“, Tod eines Sterns

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