25. April 2008

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noch einen wichtigen Beitrag für unser Verständnis von Regenerationsprozessen aber
auch der Mechanismen der Entwicklung und Evolution der Tiere besitzt, war
Gegenstand des Vortrags.
Süßwasserpolypen des Genus Hydra sind Mitglieder des großen Tierstamms
der Nesseltiere (Cnidaria), zu dem auch Korallen, Seeanemonen und Quallen
gehören. Dieser Tierstamm ist mehr als 600 Millionen Jahre alt und war erstmals in
der Ediacara-Fauna des späten Proterozoikums vertreten. Diese altertümlichen
Organismen sind primär radiärsymmetrisch mit nur einer Körperachse und einer
Körperöffnung, die Mund und After zugleich ist. Sie besitzen zwei Keimblätter, ein
äußeres Ektoderm und ein inneres, der Verdauung dienendes Entoderm, sowie ein
einfaches Nervensystem, das bei Hydra aus einem eigenen Stammzellsystem entsteht.
Ein zentrales Nervensystem (Gehirn) fehlt, obwohl die Tiere zu komplexen Bewe-
gungs- und Verhaltensmustern fähig sind. Bemerkenswert ist der Namen gebende
Zelltyp der Cnidaria, die Nesselzellen (Cnidocyten, Nematocyten), die ein hoch
spezialisiertes Organell besitzen, die Nesselkapsel (Cnide, Nematocyste). Bemer-
kungswert sind die Nesselzellen, die als der morphologisch komplexeste Zelltyp des
Tierreichs gelten und deren Entladung in Bruchteilen einer Millisekunde zu den
schnellsten Prozessen auf zellulärer Ebene gehört.
Unter allen rezenten Organismen kommen die Cnidaria der hypothetischen
Stammform der Metazoen am nächsten.Von Haeckel wurde bereits 1874 postuliert,
dass Ektoderm und Entoderm aller Metazoen homolog sind und sich die Metazoen
aus einem gemeinsamen, Gastrula ähnlichen Vorfahren, der Gastrea, entwickelt
haben. Auch die Gastrea besteht nur aus den zwei Zellschichten Ektoderm und Ent-
oderm. Sie besitzt nur eine Körperachse mit primitivem Darm und einer Kör-
peröffnung. Obwohl stark vereinfachend, war diese Hypothese von großer Bedeu-
tung für die traditionelle Sicht eines monophyletischen Ursprungs der Metazoen.
Molekularphylogenetische Untersuchungen der letzten Jahre haben dies bestätigt
und gezeigt, dass die Cnidaria die Schwestergruppe der Bilateria darstellen, zu denen
auch Vertebraten und Insekten gehören. Ein mechanistisches Verständnis der Cnida-
ria ist daher für unser Verständnis der Entstehung der Baupläne und Entwicklung
aller höheren Tiere essentiell.
Eine zentrale Frage der Bauplan-Evolution ist zu klären, welche molekularen
Mechanismen der Achsenbildung konserviert wurden. Die Etablierung der Körper-
achsen ist ein grundsätzlicher Prozess der frühen Embryonalentwicklung, der eng an
die Bildung der Keimblätter des Organismus gekoppelt ist. Die befruchtete Eizelle
durchläuft in der frühen Entwicklung in rascher Abfolge charakteristische Stadien:
die durch Furchungsteilungen entstehende kompakte Morula, die in eine epithelia-
le Blastula übergeht bis hin zur Gastrula, die durch eine Invagination der Blastula
entsteht (Gastrulation). Diese legt nahe, dass Achsenbildung und Gastrulation ein
allen tierischen Organismen gemeinsamer Prozess ist. Tatsächlich wurden schon bald
nach der Entdeckung der ersten Musterbildungsgene alleine durch den Vergleich von
Vertebraten und Insekten {Drosophila) homologe Gene gefunden, die in beiden Tier-
gruppen an der Gastrulation beteiligt sind. Da aber maternale und zygotische
Musterbildungssysteme zwischen Insekten und Vertebraten hinsichtlich der DV-