Mithilfe der Röntgentomographie und der aus der Medizin bekannten Kernspintomographie hat ein Wissenschaftlerteam um Dr. Alexander Ziegler von der Harvard University, Cambridge Dutzende Seeigelarten aus den Beständen des Museums für Naturkunde untersucht. Wie die Wissenschaftler im Fachblatt PLoS ONE berichten, weisen einige nah verwandte Seeigelarten eine stark modifizierte Kaumuskulatur auf, deren genaue Funktion noch ungeklärt ist. Die hier angewandten modernen Untersuchungsmethoden entlocken nun den seit über hundert Jahren im Museum konservierten Tieren neue Forschungsergebnisse, was den immensen Wert der Sammlungen als Archiv der Natur wiederholt belegt. Einmal aufgezeichnet stehen die in dem Projekt generierten 3D-Datensätze der Wissenschaft dauerhaft für weitere Untersuchungen zur Verfügung.
Seeigel sind zumeist Allesfresser und nutzen für ihre teilweise zerstörerischen Fraßzüge durch Algenwälder und Korallenriffe den für sie typischen Kauapparat, die Laterne des Aristoteles – benannt nach dem griechischen Universalgelehrten, der als erster in seiner Historia animalium die Kiefer der Seeigel als "Laterne mit herumgelagerter Haut" beschrieb. Dieses Organ besteht aus vielen beweglichen Kalkelementen sowie fünf mächtigen Zähnen. Wie der menschliche Kiefer wird auch die "Laterne des Aristoteles" durch eine starke Kaumuskulatur angetrieben.
Forscher der Harvard University, der Freien Universität Berlin, des Leibniz-Institutes für Molekulare Pharmakologie in Berlin-Buch, des Universitätsklinikums Münster, sowie des Helmholtz-Zentrums Geesthacht haben nun bei Seeigeln ein neuartiges Muskeldesign bei einem Teil der genannten Kaumuskulatur entdeckt. Wie die Wissenschaftler im Fachblatt PLoS ONE berichten, weisen einige nah verwandte Seeigelarten eine stark modifizierte Kaumuskulatur auf. Diese unterscheidet sich von der bei den meisten Seeigeln vorkommenden regulären Kaumuskulatur durch ihre kühlrippenartige Grobstruktur.
Ein solch spezialisierter Muskeltyp stellt eine Besonderheit im Tierreich dar. Die Entdeckung des neuartigen Muskels haben die Forscher in erster Linie der umfangreichen historischen Sammlung des Berliner Museums für Naturkunde zu verdanken. Mithilfe zweier nicht-invasiver bildgebender Verfahren, nämlich der Magnetresonanz- und der Computertomographie, wurden Dutzende Seeigelarten aus den Beständen des Museums für Naturkunde untersucht. Obwohl die genaue Funktion des veränderten Muskeltyps noch ungeklärt ist, gehen die Forscher derzeit davon aus, dass es bei bestimmten Seeigeln zu einer Verbesserung der biomechanischen oder physiologischen Funktion der "Laterne des Aristoteles" gekommen ist.
Damit hätte diese hochkomplexe Struktur mehr evolutive Veränderungen erfahren als zuvor angenommen. Wie der Kurator für marine Wirbellose des Museum für Naturkunde, Dr. Carsten Lüter, unterstreicht, stellt die Nutzung von Museumsexemplaren mittels modernster diagnostischer Verfahren einen zukunftsweisenden Ansatz dar: "Die hier angewandten nicht-invasiven und damit materialschonenden Bildgebungsverfahren entlocken auch den zum Teil seit über hundert Jahren im Museum konservierten Tieren bislang unbekannte Merkmale für die Forschung. Schöner kann man die Bedeutung umfangreicher historischer Sammlungen für die moderne Evolutions- und Biodiversitätsforschung nicht unter Beweis stellen", sagt Lüter.
Einmal aufgezeichnet stehen die in dem Projekt generierten 3D-Datensätze der Wissenschaft dauerhaft für weitere Untersuchungen zur Verfügung. Der Nutzen für die historischen Objekte ist dabei offensichtlich, da eine ständige Ausleihe und wiederholte physische Handhabe der Tiere entfallen kann – ein Pluspunkt für deren langfristige, unbeschadete Konservierung.
Veröffentlichung: Alexander Ziegler, Leif Schröder, Malte Ogurreck, Cornelius Faber, Thomas Stach (2012) Evolution of a novel muscle design in sea urchins (Echinodermata: Echinoidea). PLoS ONE 7(5): e37520
Fotos erhalten Sie hier. Copyright: Museum für Naturkunde Berlin
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1. Paracentrotus lividus, einer der untersuchten Seeigel aus den Sammlungen des Museums für Naturkunde, mit Blick auf den Mundapparat.
2. Paracentrotus lividus, MRT-Aufnahme (Magnetresonanztomographie)
3. Paracentrotus lividus, µCT Rekonstruktion (Computertomographie)