Quallen stellen den Körper wieder her

04.07.2015

Alle Lebewesen haben die Fähigkeit sich zu regenerieren, nur ist es bei manchen weniger ausgeprägt (zum Beispiel können wir keinen Finger oder kein Bein wachsen lassen, um die verlorenen zu ersetzen), bei jemandem mehr (bei Molchen, z B. ein Bein, ein Auge oder ein inneres Organ wiederherzustellen, ist überhaupt kein Problem). Meister der Selbstheilung können als Coelenterate bezeichnet werden - Hydras, Quallen und ihre Verwandten, obwohl hier noch daran erinnert werden sollte, dass sie viel einfacher sind als die gleichen Molche. Eines der häufigsten Modellobjekte in Regenerationsstudien ist die Süßwasserhydra aus einem Biologielehrbuch, die nach jeder Verletzung, nach jedem Schaden alles so machen kann, wie sie war.

Aber wie sich herausstellte, machen Coelenteraten nicht immer "alles so, wie es war". Michael Abrams (Michael Abrams) und seine Kollegen vom California Institute of Technology experimentierten mit Larven-Äthern der Qualle Aurelia eared. Äther sind einfacher als erwachsene Quallen: ein kleiner scheibenförmiger Körper mit 8 doppelten Auswuchslappen an den Rändern, keine Tentakel als solche, das Verdauungssystem ist unterentwickelt. Ein oder mehrere "Arme" - Klingen wurden von der Larve abgeschnitten, woraufhin sie die Wunde innerhalb weniger Stunden ziemlich schnell heilte. Eine neue Klinge schien jedoch die verlorene nicht zu ersetzen. Stattdessen baute der Äther den Körper wieder so auf, dass er wieder symmetrisch wurde – unabhängig davon, wie viele „Arme“ ihr noch blieben, sieben, fünf oder nur zwei.

Wie Sie wissen, sind Quallen radiärsymmetrische Tiere: Sie können den oberen Teil des Körpers vom unteren Teil unterscheiden, aber es ist unmöglich, die linke Seite von der rechten zu trennen. Wenn sich die Qualle bewegt, „schlägt“ sie auf ihre Kuppel und ihre Mundlappen (und die Larve mit den an den Körperrändern befindlichen Lappen), und es ist die Symmetrie in ihrer eigenen Struktur, die es den Tieren ermöglicht, sich in die richtige Richtung zu bewegen. Wenn eines der „Gliedmaßen“ fehlt, wird durch den entstehenden Hohlraum die Hydrodynamik gestört, das Wasser fließt beim Anschieben in die falsche Richtung und die Qualle kann ihre Bewegungen nicht mehr kontrollieren. Daher erweist es sich für die Larve als wichtiger, nicht so sehr die verlorene Klinge nachwachsen zu lassen, sondern den symmetrischen Aufbau des Körpers wiederherzustellen. Darüber hinaus konnte sich asymmetrischer Äther ziemlich oft, in 15% der Fälle, überhaupt nicht in eine erwachsene Qualle verwandeln.

In einem Artikel in PNAS schreiben die Autoren, dass der Körper der Larven durch Muskelanstrengung wieder aufgebaut wurde: Wurde dem Wasser, in dem sie lebten, eine Substanz zugesetzt, die Muskelzellen entspannt, dann erfolgte die Symmetrisierung viel langsamer. Im Gegenteil, wenn sich die Äthermuskeln unter dem Einfluss einer erhöhten Konzentration von Magnesiumsalzen schneller zusammenzuziehen begannen, wurde die symmetrische Struktur schneller wiederhergestellt.

Offensichtlich geht es hier darum, dass durch den Verlust der Klingen die mechanischen Kräfte im Körper der Qualle aus dem Gleichgewicht geraten sind, was natürlich zu einer Umstrukturierung des elastischen Körpers geführt hat. Gleichzeitig verzichteten Äther auf die Stimulierung der aktiven Zellteilung und des Zelltods, wie es bei regenerativen Prozessen bei anderen Tieren der Fall ist – offensichtlich lässt sich hier ohne hohen Energieaufwand für die Zelldynamik ein akzeptables Ergebnis mechanisch erzielen. Auch Larven anderer Quallenarten erwiesen sich als fähig zur Symmetrisierung – natürlich wäre es interessant herauszufinden, ob erwachsene Quallen und andere radiärsymmetrische Organismen zu einem solchen Trick fähig sind.

Die erhaltenen Ergebnisse sagen uns noch einmal, dass Morphogenese die Bildung von Körperteilen, Organen usw. - hängt nicht nur von molekulargenetischen Prozessen ab, sondern auch von rein physikalischen Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Körperteilen. Es ist bekannt, dass auch menschliche Zellen empfindlich auf mechanische Kräfte reagieren, die ihr zelluläres Schicksal mitunter entscheidend beeinflussen können; möglicherweise lassen sich bei der medizinischen Regeneration unserer Gewebe und Organe mehr Erfolge erzielen, wenn wir auf ihre „Physik“ achten.

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