Genetisch gesehen hätten unsere Ohren – Organe mit komplexer Struktur – große Ähnlichkeiten mit den Kiemen von Fischen. Zwei Studien, die gleichzeitig in den Fachzeitschriften Science und Nature veröffentlicht wurden, enthüllen überraschende Details über die Entwicklung der Bildung äußerer Ohren bei Säugetieren.
Diese beiden komplementären Studien bieten uns wertvolle Einblicke in die Zusammensetzung unserer Ohren und ihre sich entwickelnden Schaltkreise.
Die Entdeckung eines neuen Knorpeltyps
Im Rahmen der ersten Studie entdeckte ein Forscherteam durch die Beobachtung von Gewebe aus Mäuseohren unter einem Mikroskop einen neuen Knorpeltyp. Nachdem sie das Gewebe mit Chemikalien getrocknet hatten, entnahmen sie eine Probe voller lipidbeladener Zellen, deren Struktur mit einer „Luftpolsterfolie“ verglichen werden kann. Eine Entdeckung, die der Vorstellung widersprechen würde, dass Knorpel produzierende Zellen, sogenannte Chondrozyten, wenig Lipide enthalten.
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Nachdem die Forscher Proben dieses neuartigen Knorpels einem Gerät unterzogen hatten, das Materialien dehnt, um ihre Festigkeit zu bewerten, stellten sie fest, dass dieser Knorpeltyp flexibler war als gewöhnlicher Knorpel in Knien und Rippen. Durch die Extraktion der Lipide wurde der Knorpel steifer und stärker, was darauf hindeutet, dass es tatsächlich die Lipide sind, die ihm seine unglaublichen Eigenschaften verleihen.
Während der wissenschaftliche Konsens anerkennt, dass es drei Arten von Knorpel gibt, enthüllt diese Entdeckung laut Maksim Plikus, einem Entwicklungs- und Stammzellbiologen an der University of California, eine vierte. Die Forscher fanden dann heraus, dass dieser neue Knorpelzellentyp auch bei anderen Säugetieren, einschließlich dem Menschen, vorkam. Diese komplexen Zellstrukturen könnten „haben“trugen zum außergewöhnlichen Gehör der Säugetiere bei“, so Markéta Kaucká, Biologin am Max-Planck-Institut.
-Genetische Ähnlichkeiten mit Fischkiemen
Aber woher kommen dann diese Eigenschaften? Die Forscher der zweiten in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichten Studie scheinen eine Antwort zu geben. Durch den Vergleich der genetischen Aktivität von menschlichem Knorpel mit der von Zebrafischen entdeckten sie, dass die „Luftpolsterfolie“-Muster im Knorpel menschlicher Ohren denen des Kiemengewebes von Zebrafischen ähneln.
Forscher haben herausgefunden, dass auch menschliche Ohrknorpel und Fischkiemen wichtige DNA-Sequenzen gemeinsam haben. Einige dieser Sequenzen sind bei Fischen und Säugetieren austauschbar, was darauf hindeutet, dass Säugetiere ähnliche genetische Schaltkreise wie Fische verwenden, um ihre Ohren zu bauen.
Durch die Analyse der Kiemen von Pfeilschwanzkrebsen, entfernten Verwandten von Wirbeltieren, fanden sie Genverstärker, die denen von Zebrafischen ähneln, was darauf hindeutet, dass Ohren von Säugetieren ein evolutionäres Überbleibsel des frühesten existierenden Knorpels sein könnten.
Diese Ergebnisse könnten unser Verständnis der Tierentwicklung neu definieren. Aber es gibt auch medizinische Anwendungen, die die Herstellung von Ersatzgewebe zur Reparatur beschädigter Körperteile, wie zum Beispiel des Knorpels im Gesicht und am Hals, durch die Kultivierung menschlicher Stammzellen ermöglichen.
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