Wie kommt es zur Gliedmaßenbildung? Das Auftauchen von Tetrapodengliedmaßen während des Devons vor etwa 400 Millionen Jahren war ein prägendes Ereignis in der Evolution der Wirbeltiere. Zusammen mit anderen strukturellen Veränderungen war es hilfreich beim Übergang der Wirbeltiere vom Leben im Wasser zum Leben an Land. Gliedmaßen erfüllen eine Vielzahl von Aufgaben wie Laufen, Fliegen oder Schwimmen. Gliedmaßen sind gewissermaßen vom Rest des Körpers abgegrenzt und sind daher leichter zu beobachten. Sie dienten als Modell zum Studium von Körperachsen und Musterbildungen. Auch wenn die Entwicklung und Morphologie der Gliedmaßen bei Tetrapoden konserviert ist, gibt es doch einige auffällige Unterschiede in der Reihenfolge des Auftretens einiger die Gliedmaßen formender Elemente.
Diese Unterschiede treten bei Salamandern auf, einer Gruppe geschwänzter Amphibien (Urodeles). Die Tiere entwickeln ihre Gliedmaßen in so genannter umgekehrter Polarität oder präaxialer Polarität. Während andere Tetrapoden wie Mäuse, Hühner oder Frösche ihre Gliedmaßen nach einem postaxialen Dominanzschema entwickeln, also die Finger in der Reihenfolge IV, V, III, II und I (Daumen) entwickeln, bilden Salamander zuerst Finger II, dann I, III, IV und V. Ich erforsche die genetischen Mechanismen und Signalwege, die mit der Gliedmaßenentwicklung der Salamander zusammenhängen. Außerdem stellt sich die Frage, wie die ursprüngliche Form der Gliedmaßenentwicklung aussieht. Eine Antwort auf diese Fragen kann uns helfen, die Evolutionsgeschichte der Tetrapoden besser zu verstehen.
Um zu verstehen, wie dieses Gliedmaßenbildungsmuster zustande kommt, verwende ich Methoden wie RNA-in situ-Hybridisierung und RNA- Next Generation Sequencing. Mit diesen Methoden lässt sich feststellen, welche Gene exprimiert werden, in welcher Entwicklungsphase dies geschieht und wo genau in der sich entwickelnden Gliedmaße diese Gene exprimiert werden.
Dieses Projekt wird von Prof. Dr. Nadia Fröbisch geleitet. Außerdem arbeiten wir mit der Gruppe von Prof. Dr. Igor Schneider an der Universidade Federal do Pará, Belem, Brasilien, zusammen. Das Projekt läuft bis 2019.
Kooperationspartner
Prof. Igor Schneider, Universidade Federal do Pará, Belem, Brazil
Finanzierung
Deutsche Forschungsgemeinschaft KoDFG Emmy Noether Project FR FR 2647/5-1