Ein Augenblick für Evolutionsforscher

Auf Augenblicke wie diesen – das exakt auf eine Vollmondnacht getaktete, massenhafte Ablaichen einer Kolonie der Steinkoralle Acropora tenuis – warten unzählige hungrige Meerestierchen, um hektisch zu versuchen, möglichst schnell möglichst viele der Myriaden leckerer Jungkorallen zu verputzen. Ähnlich geht es seit geraumer Zeit aber auch einer Gruppe japanischer Forscher: Noriyuki Satoh von der University of Okinawa und seine Kollegen suchten im japanischen Meer nach einem zuverlässigen Weg, die frisch befruchteten und freigesetzten Eier der Korallen abzufischen, bevor sie sich zu ausgewachsenen Korallen-Planulalarven entwickeln. Denn nur an den ganz jungen Stadien der sich teilenden Eizelle lässt sich studieren, was die Forscher interessiert: Die Details der Embryonalentwicklung der zu den Hohltieren zählenden Korallen.

Hohltiere sind Diploblastier, also Tiere, deren Körper sich aus nur zwei Keimblättern (dem Ekto- und Entoderm) heranbildet – im Gegensatz zu jenem der Triploblastier mit ihrem dritten Keimblatt, dem Mesoderm, zu denen höher entwickelte Tiere vom Wurm bis zum Menschen zählen. Wann und wie im Laufe der Evolution einst einmal dieses dritte Keimblatt auftauchte, ist umstritten, und Satoh und Co wollten es mit einem Experiment herausfinden, das sich bei anderen Tiergruppen bewährt hatte: Dabei wird die Evolutionsgeschichte anhand der Embryonalentwicklung eines einzelnen Tieres nachvollzogen, indem das Brachyury-Gen ausgeschaltet wird. Es reguliert in höheren Tieren Mechanismen, die das dritte Keimblatt hervorbringen. Aber auch Diploblastier wie die Korallen, denen dieses Mesoderm ja fehlt, verfügen über das Gen. Nur warum?

Offenbar, so die Forscher nun nach ihrem Experiment, dient das Gen in den Korallen dazu, bestimmte Bereiche im Urmund der Jungtiere zu gestalten. Aus analogen Partien müssen demnach dann bei den ersten höheren Triploblastiern die ersten Mesodermanlagen enstanden sein, schlussfolgern die Wissenschaftler. Diese Erkenntnis schließt eine Wissenslücke der Evolutionsbiologen, denen es bisher vor allem aus technischen Gründen im Ozean noch nie gelungen war, die ersten, blutjungen Stadien der Korallen in allen genetischen Details zu untersuchen. Satohs Team schaffte es mit einem handwerklichen Trick: Sie bastelten eigens eine Art Klebefalle für den Laich um die Steinkorallenstöcke. Mikroinjektionsnadeln übertrugen dann sofort das für die Experiment notwendige Genwerkzeug in die Embryonen und leiteten die Brachyury-Manipluation ein – und am Ende mussten dann nur noch die geleimten Larven geborgen und im Labor untersucht werden.