Neue Erkenntnisse über die Entwicklung der Gliedmaßen von Pfeilschwanzkrebsen

3D-Rekonstruktion von Dibasterium durgae. (PNAS / Derek E. G. Briggs / Yale University)
3D-Rekonstruktion von Dibasterium durgae. (PNAS / Derek E. G. Briggs / Yale University)

Pfeilschwanzkrebse, darunter die kultigen Limulus, die wir heute kennen, existieren seit mehr als 450 Millionen Jahren. In dieser langen Entwicklungsgeschichte haben evolutionäre Veränderungen insbesondere die Natur ihrer Beine beeinflusst.

Die Entdeckung eines neuen Fossils in Britannien zeigt ein bislang unbeobachtetes Stadium in der Evolution dieser urzeitlichen Arthropoden – die Transformation von zweiästigen Beinen in nahezu identische, aber separat befestigte Gliedmaßen, von denen eines dazu bestimmt war, zu verschwinden.

“Dieses Fossil liefert die bemerkenswerte Bestätigung über den Verlust eines Beinastes in der Entwicklung von Pfeilschwanzkrebsen – eine Veränderung, die aufgrund des häufigen Vorkommens von zwei Ästen bei den zuvor während der Kambrischen Explosion aufgetauchten Arthropoden vorhergesagt wurde”, sagte Derek E. G. Briggs, Direktor des Yale Peabody Museum of Natural History und leitender Autor einer Abhandlung, die diese Woche online im Journal Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht wird.

Das Fossil stammt aus dem Zeitabschnitt des Silur und ist etwa 425 Millionen Jahre alt. Heutige Pfeilschwanzkrebse (Limulus) besitzen segmentierte Beine an der Vorderseite, die sie für die Fortbewegung und für die Nahrungsaufnahme benutzen. Ihre Hinterbeine bilden abgeflachte Fächer zum Atmen. Wissenschaftler glauben, dass diese Funktionen bei ihren Vorfahren in Gliedmaßen mit zwei Ästen kombiniert waren – ein Ast für die Fortbewegung und die Nahrungsaufnahme, einer für das Atmen.

Gelehrte haben seit langem vermutet, dass heutige Pfeilschwanzkrebse den zusätzlichen Beinast verloren hatten, als seine Funktion von den Hinterbeinen übernommen wurde, die buchähnliche Fächer bilden. Das neu entdeckte Fossil, ein 23 Millimeter langes Exemplar, repräsentiert eine neue Gattung und Spezies namens Dibasterium durgae und zeigt vier zweiästige Gliedmaßen mit einem wichtigen Unterschied: der zusätzliche Ast ist nicht an den Hauptgliedmaßen befestigt, sondern ragt stattdessen unabhängig aus dem Körper wie ein zusätzliches Bein. Es scheint so, als hätten sich die Äste erst geteilt, bevor der äußere verloren ging.

Kombiniert mit genetischen Analysen sprechen die neuen fossilen Belege dafür, dass die Unterdrückung oder der Verlust der Genexpression die Körpergliedstruktur heutiger Pfeilschwanzkrebse hervorgebracht haben könnte. “Diese Entdeckung sollte weitere Untersuchungen der Gene veranlassen, die die Entwicklung der Gliedmaßen in heutigen Pfeilschwanzkrebsen steuern, weil der Prozess nicht vollkommen verstanden ist”, sagte Briggs.

Der Name des neuen Fossils, Dibasterium durgae, bezieht sich auf die doppelten Beine und auf Durga, die Hindu-Göttin mit den vielen Armen. Es wurde dreidimensional rekonstruiert, indem man digitale Bilder der physikalischen Oberflächen zusammenstellte, die in winzigen Schritten freigelegt wurden. Das Fossil wurde in der Lagerstätte aus dem mittleren Silur an der englisch-walisischen Grenze gefunden, einer Stätte, die reich an gut erhaltenen Weichtier-Fossilien ist.

Die anderen Autoren der Studie sind Derek Siveter (University of Oxford), David Siveter (University of Leicester), Mark Sutton und David Legg (Imperial College London) und Russel Garwood (University of Manchester). Unterstützung für die Forschungsarbeit kam von dem Natural Environment Research Council.

Quelle: http://news.yale.edu/2012/09/10/horseshoe-crab-history-legs-come-and-go

(THK)

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