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Priapswürmer zur Modellierung der frühembryonalen Entwicklung

Die seit vielen Millionen Jahren existierenden Priapswürmer, lebende Fossilien, haben sich in neuerer Zeit als wichtiger Tierstamm für die Evolutionsforschung hervorgetan. Im Zug eines europäischen Projekts wurde dieses Modell zur Untersuchung der frühesten Ereignisse bei der embryonalen Entwicklung und Differenzierung angewandt.
Priapswürmer zur Modellierung der frühembryonalen Entwicklung
All Tiere stammen von einer einzelnen Zelle ab, die sich vervielfacht und im Zuge der Embryogenese für die Entstehung anatomischer Strukturen sorgt. Dieser Vorgang beinhaltet die Ablagerung einer unausdifferenzierten Masse von Zellen in drei zentrale Schichten: Ektoderm, Endoderm und Mesoderm. Jede dieser Keimschichten bildet einen differenzierten Gewebe-und Organsatz.

Ecdysozoa repräsentieren einen Tierstamm, der Insekten, Spinnen, Stummelfüßer und Fadenwürmer beinhaltet. Priapswürmer, die gemeinhin als „Peniswürmer“ bezeichnet werden, zählten im Kambrium, in dem sie bereits wie bestehende Arten morphologisch waren, zu den zahlreichsten Tierarten.

Die neuere morphologische Untersuchung der embryonalen Entwicklung des Wurms Priapulus caudatus zeigte, dass dieser die primären Keimschichten auf ähnliche Weise bildet, wie der Vorfahre aller bilateralsymmetrischen Tiere. Das Ziel des EU-finanzierten Projekts PEMDEEV (Priapulid endomesoderm development and ecdysozoan body plan evolution) bestand darin, das Wissen über die frühesten Ereignisse der embryonalen Entwicklung in Erfahrung zu bringen, wobei die Spezifizierung und Differenzierung des Endoderms im Fokus stand.

Die Projektforschung führte zu einer detaillierten morphologischen Beschreibung des Endodermbildungs- und -differenzierungsprozesses. Eine genetische Analyse war dabei behilflich, die Expressionsdomänen für eine Vielzahl von endo- und mesodermalbezogenen Genen zu beschreiben.

Die Forscher demonstrierten, dass sich das Verdauungssystem aus einer kleinen Zellenpopulation bildet, die sich vor der Gastrulationsphase an dem hinteren Pol des Embryos befindet. Die Entwicklung des Endoderms in einen funktionierenden Verdauungstrakt beinhaltete ein molekulares Muster, das dem bei anderen Ecdysozoa beobachteten Mustern gleicht.

Die Errungenschaften des Projekts trugen dazu bei, Priapswürmer als Organismen zu etablieren, die zu Nachverfolgungszwecken für die Entwicklungs- und Evolutionsforschung genutzt werden können. Das Projekt hob zudem die Bedeutung vergleichender Analysen bei der Evolution von Ecdysozoa hervor.

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Scientific Research

Schlüsselwörter

Priapswürmer, embryonale Entwicklung, Differenzierung, Ecdysozoa, PEMDEEV
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