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Biowissenschaften Nervenstrukturen der Meeresringelwürmer ähneln dem menschlichen Großhirn !

arno
arno
Mitglied

Nervenstrukturen der Meeresringelwürmer ähneln dem menschlichen Großhirn !
geschrieben von arno
Hallo,

vor etwa 600 Millionen Jahren hat sich die gemeinsame Entwicklung von Mensch und Meeresringelwurm getrennt.
Wissenschaftler haben im Gehirn eines Meeresringelwurms Nervenstrukturen entdeckt, die unserem Großhirn ähneln.
Das Großhirn ist damit viel älter, als man bisher angenommen hat .

Viele Grüße
arno
ehemaligesMitglied67
ehemaligesMitglied67
Mitglied

Re: Nervenstrukturen der Meeresringelwürmer ähneln dem menschlichen Großhirn !
geschrieben von ehemaligesMitglied67
als Antwort auf arno vom 03.09.2010, 20:06:24
hola,
muchas gracias
nun werden deine beiträge plausibel.

carlo
karl
karl
Administrator

Re: Nervenstrukturen der Meeresringelwürmer ähneln dem menschlichen Großhirn !
geschrieben von karl
als Antwort auf ehemaligesMitglied67 vom 04.09.2010, 15:08:58
Nun ja, arno hat diesen Beitrag unter Biowissenschaften eingestellt und da gehört er hin. Die Arbeit, auf die sich die Nachricht stützt wurde in dem Journal Cell publiziert und dies ist für jeden Biologen eine Qualitätsgarantie. Der Autor der Studie, Detlev Arendt, ist anerkannt.

Um die Ergebnisse, die mich sehr interessieren, kommentieren zu können, möchte ich aber den eigentlichen Originalartikel in Cell zuerst lesen. Ich melde mich dann hier wieder (es kann dauern) und ich könnte versuchen zu erläutern, was die Ergebnisse aus meiner Sicht bedeuten.

M. E. ist es eine äußerst spannende Frage, ob Gehirnstrukturen von Wirbellosen mit solchen von Wirbeltieren homologisiert (auf gemeinsame Vorfahren zurückgeführt) werden können. Die Arbeit von Arendt ist hier nicht die erste, die dafür Evidenz gefunden hat, s. z. B. hier.

Karl

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karl
karl
Administrator

Re: Nervenstrukturen der Meeresringelwürmer ähneln dem menschlichen Großhirn !
geschrieben von karl
als Antwort auf karl vom 04.09.2010, 16:03:02
Ich habe den Originalartikel in Cell jetzt gelesen und bin fasziniert. Es geht um die Verwandtschaft zweier wichtiger Hirnstrukturen, um die der Pilzkörper in Wirbellosen und um das Pallium (den Cortex) bei Wirbeltieren. Als Vorgeschichte hierzu sollte man wissen, dass bereits seit einigen Jahren bekannt ist, dass sich die Längsgliederung des Zentralen Nervensystems bei Wirbellosen und Wirbeltieren entspricht und es verwandte Genfamilien sind, die die Identitäten der unterschiedlichen Abschnitte festlegen. So kann ein Gen aus Wirbeltieren, welches für Vorderhirnstrukturen notwendig ist, teilweise den Verlust eines verwandten Gens in Wirbellosen (getestet bei der Fliege Drosophila) ausgleichen.

Die jetzt vorliegende Arbeit geht weiter, weil sie Unterstrukturen innerhalb des Gehirns von Wirbellosen mit der Cortex bei Wirbeltieren in Verbindung setzt. Das ist extrem spannend für die Wissenschaft, weil dies es möglich macht, etwas über die zentralnervöse Ausstattung des gemeinsamen Vorfahren auszusagen.

Was ist die Evidenz? Mit den modernen Methoden der Molekularbiologie ist es möglich, den molekularen Fingerprint von Geweben mit einander zu vergleichen. Damit ist gemeint, dass die Vielzahl der in einem Gewebe aktiven Gene miteinander verglichen werden. Es geht nicht um einen "genetischen Fingerprint" auf DNA-Niveau, sondern darum, welche Gene Produkte in welchen Zellen bilden. Es zeigt sich dann, dass in unterschiedlichen Geweben eines Organismus ganz unterschiedliche Gene aktiv werden. Vergleicht man die molekularen Fingerabdrücke von möglicherweise verwandten Geweben in unterschiedlichen Tierarten kann man die Hypothese der Verwandtschaft entweder bestätigen oder verwerfen. Im Falle der Pilzkörper und der Cortex wurde die Verwandtschaft nun bestätigt.

Faszinierend ist, dass bei Insekten die Pilzkörper "Lernzentren" sind: "Der Pilzkörper ist der Sitz von höheren integrativen Leistungen wie Lernen und Gedächtnis und besteht aus zahlreichen (50.000 in der Wanderheuschrecke, etwa 2.000 bei Drosophila) intrinsischen Neuronen" (aus Wikipedia, der Artikel dort ist noch etwas dürftig, wird sich wohl bald füllen).

Die Insekten Pilzkörper dürften den Pilzkörpern der Anneliden homolog sein und damit auch dem Cortex der Wirbeltiere. Ich finde diesen Befund extrem aufregend, er zeigt, dass heute durch die modernen molekularen Methoden die Verwandtschaftsanalyse existierender Tierarten weit feiner möglich ist als das die klassischen morphologischen Methoden erlaubt haben. Es zeigt auch, dass die Gehirne aller lebenden Tiere verwandt sind und bereits die gemeinsamen Vorfahren von Pro- und Deuterostomiern ein solches besaßen. Damit ist ein neues kleines, aber wichtiges Mosaiksteinchen für die Rekonstruktion der Evolution gefunden.

Karl
greisi
greisi
Mitglied

Re: Nervenstrukturen der Meeresringelwürmer ähneln dem menschlichen Großhirn !
geschrieben von greisi
als Antwort auf karl vom 07.09.2010, 17:44:47
Hallo Karl,
nach langer Zeit tauche ich mal wieder auf - typischerweise nach Mitternacht, vielleicht sollte mein Nick in "Zombie" geändert werden - freue mich dass Euer Seniorentreff immer noch so lebendig ist und immer noch interessante Diskussionen führt. Herzlichen Glückwunsch.

Zum Thema: Was ich als Bio-Amateur immer nicht verstehe ist wie man abstammungsgeschichtlichen Verwandtschaft von Koevolution unterscheiden kann. Dass funktional ähnliche Organe von strukturell ähnlichen Genen gebildet werden und ein ähnliches Genaktivitätsmuster aufweisen ist ja nicht völlig überraschend. Aber es bedeutet ja noch nicht, dass diese Organe im Sinne einer Vater (oder auch Urvater) Sohn Beziehung zueinander stehen.

Ich habe den Artikel selber nicht gelesen (bin ja auch Amateur, das bedeutet man pickt sich die Dinge raus die einem grade passen). Sollten nicht auch Ringelwürmer im Laufe von 100erten von Millionen Jahren eine gewisse Weiterentwicklung durchlaufen können und dabei neue Hirnstrukturen entwickeln können? Also müssten Grosshirn bzw. grosshirn analoge Nervenstrukturen nicht notwendigerweise so alt sein wie das älteste Mitglied seiner heutigen Träger.
karl
karl
Administrator

Re: Nervenstrukturen der Meeresringelwürmer ähneln dem menschlichen Großhirn !
geschrieben von karl
als Antwort auf greisi vom 18.10.2010, 00:45:20
Guten Morgen greisi,

freue mich wirklich, Dich wieder einmal zu lesen
Die Frage nach Homologie (Ähnlichkeit aufgrund abstammungsmäßiger Verwandtschaft) und Konvergenz (Ähnlichkeit aufgrund der Anpassung an gleiche Begebenheiten) ist in der Biologie immer wieder spannend, aber häufig doch eindeutig unterscheidbar. Lehrbuchbeispiele sind z. B. die Linsenaugen der Kopffüßler (Kraken etc.) und die Linsenaugen der Wirbeltiere. Die Ähnlichkeit ist rein funktionell und beruht auf der Anpassung an die Gesetze der Optik, die eben in der Welt der Kopffüßler wie in der Welt der Wirbeltiere gleich sind. Die embryonalen wie evolutionsbiologischen Entwicklungswege sind aber sehr unterschiedlich.

Die Gehirne der Wirbeltiere wie die Gehirne heute lebender Ringelwürmer haben sich sicherlich von den Gehirnen der gemeinsamen Vorfahren entfernt, aber offensichtlich sind noch immer verwandtschaftliche Gemeinsamkeiten auf genetischer Ebene erkennbar.

Allerdings zeigt gerade die oben angesprochene Evolution der Augen wie komplex die Wirklichkeit sein kann, denn selbst bei den Augen aller Organismen gibt es, wenn man ganz an die Anfänge geht, Gemeinsamkeiten, die nahelegen, dass das Sehen nur einmal in der Evolution erfunden wurde. Die Ausgestaltung der Augen verlief dann aber zunächst divergent in viele Richtungen, bevor dann die Anpassung an die Gesetze der Optik auch wieder konvergente Entwicklungen einleitete. Ähnliches ist sicherlich auch bei der Gehirnentwicklung denkbar.

Beste Grüße, Karl

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old_go
old_go
Mitglied

Re: Nervenstrukturen der Meeresringelwürmer ähneln dem menschlichen Großhirn !
geschrieben von old_go
als Antwort auf karl vom 18.10.2010, 08:18:13
Karl und Greisi

nachdenklich habe ich eure Ausführungen interessiert verfolgt!

zum mitreden weiss ich leider nicht genug

Gudrun
schorsch
schorsch
Mitglied

Re: Nervenstrukturen der Meeresringelwürmer ähneln dem menschlichen Großhirn !
geschrieben von schorsch
als Antwort auf karl vom 18.10.2010, 08:18:13
Ich - als absoluter Amateur in Sachen Biologie - erlaube mir trotzdem eine Meinung:

Ich nehme mal an, dass es nicht nur EINE Urform des Lebens auf und in der Erde (und im Wasser) gibt, sondern dass es am Anfang der Evolution mehrere Urformen gab, die einerseits sich konkurrenzierten, andererseits aber auch ergänzten bzw Symbiosen eingingen. Da ja die Bedingungen der Umwelt für alle gleich waren, entwickelten sich auch die Urformen parallel zueinander und vereinigten sich sogar ineinander. Das dürfte bei der "Primitivität" der Urlebewesen damals leichter gewesen sein, als das Kreuzen und/oder die Fortpflanzung von Säugetieren heute.
greisi
greisi
Mitglied

Re: Nervenstrukturen der Meeresringelwürmer ähneln dem menschlichen Großhirn !
geschrieben von greisi
als Antwort auf karl vom 18.10.2010, 08:18:13
Ah, ja, Konvergenz, nicht Koevolution.
Also in diesem Fall fand man Hinweise, dass die genetischen Anlagen für das Grosshirn schon sehr alt sein könnten, obwohl das Grosshirn selber als stammesgeschichtliche jung gilt. Also das bedeutet nicht, dass diese Hirnstrukturen etwas miteinander zu tun haben, sondern der Weg der Evolution eines Teiles der Nervensysteme von Wirbeltieren und Wirbellosen baut auf den selben Fundament auf.
karl
karl
Administrator

Re: Nervenstrukturen der Meeresringelwürmer ähneln dem menschlichen Großhirn !
geschrieben von karl
als Antwort auf greisi vom 19.10.2010, 01:00:41
... sondern der Weg der Evolution eines Teiles der Nervensysteme von Wirbeltieren und Wirbellosen baut auf den selben Fundament auf.
Auf diese Aussage können wir uns einigen.

@ schorsch,

der Gedanke mit der Symbiose ist gut, denn tatsächlich enthalten alle heutigen Zellen mit Zellkern Mitochondrien, das sind ehemals verschluckte, aber nicht verdaute Cyanobakterien, die sozusagen als Haustiere einer jeden Zelle gehalten werden und die Energie liefern. Pflanzenzellen besitzen darüber hinaus Chloroblasten für die Photosynthese, dies sind domestizierte Blaualgen.

Trotzdem gibt es wohl nur einen Ursprung für alles Leben. Dafür spricht die Universalität des genetischen Codes, d. h. dass nicht nur überall die Erbsubstanz die gleiche chemische Natur hat, sondern sogar überall die gleiche Sprache geschrieben wird (auch wenn es einige Dialekte gibt). M. E. ist das auch verständlich, denn das Leben war so erfolgreich, dass es sofort alle vorhandenen ökologischen Nischen besetzt hat. Dieses Phänomen, dass eine erfolgreiche Neuerung so durchschlagend ist, dass sie sich sofort überall ausbreitet, ist immer wieder in der Evolution zu beobachten.

Beste Grüße, Karl

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