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Natur-Architektur: Warum sich Schneckenhäuser winden

Evolution: Warum Schneckenhäuser Spiralen formen Fotos
Corbis

Viele Schnecken tragen zu kunstvollen Spiralen gewundene Häuser auf ihrem Rücken, manche aber nur einen schlichten Napf. Forscher sind der Ursache der Form nun auf die Spur gekommen: Die Konzentration eines speziellen Proteins bestimmt, wo die Kalkschale schneller wächst.

Schneckenhäuser sind gedreht, meistens jedenfalls. Bei der Gemeinen Napfschnecke (Patella vulgata) sieht es beispielsweise anders aus, ihre wie eine Schüssel geformte Schale kommt ohne Windung aus. Warum viele Schneckenhäuser Spiralen bilden, manch andere aber nicht, hat Biologen schon länger beschäftigt.

Ein internationales Forscherteam berichtet jetzt im Fachmagazin "EvoDevo" über die Ursache der gewundenen Form: Ein bestimmtes Gen, das in manchen Bereichen des Körpers aktiver ist als in anderen, bedingt das unregelmäßige Wachstum der schützenden Kalkschale.

Das Team um Keisuke Shimizu von der University of Tokyo untersuchte das Gen Dpp und das zugehörige Protein bei verschiedenen im Wasser lebenden Schneckenarten - sowohl im Larvenstadium als auch bei ausgewachsenen Tieren. Die Gemeine Napfschnecke sowie die Art Nipponacmea fuscoviridis waren Beispiele für Schnecken ohne gewundenes Gehäuse. Dazu kamen die Spitzhornschnecke (Lymnaea stagnalis), deren Gehäuse sich rechtsherum windet, sowie ein im Labor gezüchteter Stamm der Art, bei dem sich das Gehäuse linksherum dreht.

Von Fruchtfliegen bekannt

Dpp (Decapentaplegic) ist bereits als wichtiges Steuerelement beim Wachstum bekannt, gut erforscht wurde es an Fruchtfliegen. Ist das Gen nicht funktionsfähig, kommt es schon sehr früh zu gravierenden Entwicklungsstörungen. Auch haben Forscher schon nachgewiesen, dass es die Flügelentwicklung bei den Insekten beeinflusst, indem das zugehörige Protein entlang bestimmter Achsen in zu- beziehungsweise abnehmender Konzentration vorliegt.

Bei Schnecken mit gedrehten Häusern ist das ähnlich, wie Shimizu und Kollegen jetzt festgestellt haben. Je nachdem in welcher Richtung die Konzentration steigt, ist das Haus dann später links- oder rechtsherum gewunden. Denn wo die sogenannten Mantelzellen schneller und in größerer Zahl entstehen, bilden sich auch mehr Schalenproteine, die dann später durch Verkalkung die feste Schutzschicht bilden.

Das Dpp-Protein regt die Zellteilung an. Bei den Schnecken bedeutet das: Wo die sogenannten Mantelzellen schneller entstehen, entstehen auch größere Mengen der Schalenproteine, die die Basis für die kalkhaltige Schutzschicht liefern. Deshalb wächst die Schale unregelmäßig.

Bei den Napfschnecken dagegen ließ sich kein solcher Gradient feststellen: Weil Dpp in den entsprechenden Zellen in gleicher Konzentration vorlag, bleibt die Spiralbildung aus.

wbr

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