Embryonalentwicklung bereits vor der Evolution der Tiere

Bei einem prähistorischen Einzeller ist eine Zellteilung beobachtet worden, die der eines tierischen Embryos ähnelt. Diese Entdeckung von Genfer Forschenden, die in der Zeitschrift «Nature» veröffentlicht wurde, legt nahe, dass es die Embryonalentwicklung bereits vor der Evolution der Tiere gegeben haben könnte.

Die ersten Lebensformen, die auf der Erde auftauchten, waren einzellig. Das heisst, sie bestanden aus einer einzigen Zelle, wie Hefe oder Bakterien. Später entwickelten sich Tiere – mehrzellige Organismen. Sie entwickelten sich aus einer einzelnen Zelle, der Eizelle, zu komplexen Lebewesen.

Diese Embryonalentwicklung folgt bestimmten Schritten, die bei den Tierarten bemerkenswert ähnlich sind und könnte auf einen Zeitraum zurückgehen, der weit vor der Entstehung der Tiere liegt. Der Übergang von einzelligen Arten zu mehrzelligen Organismen ist jedoch noch weitgehend unerklärt, wie die Universität Genf am Mittwoch in einer Pressemitteilung mitteilte.

Die Forschenden haben sich mit Chromosphaera perkinsii (C. perkinsii) beschäftigt. Dieser einzellige Organismus trennte sich vor über einer Milliarde Jahren von der Evolutionslinie der Tiere und bietet wertvolle Einblicke in die Mechanismen, die möglicherweise zum Übergang zur Mehrzelligkeit geführt haben.

Bei der Beobachtung von C. perkinsii entdeckte das Forschungsteam, dass sich diese Zellen, sobald sie ihre maximale Grösse erreicht haben, teilen, ohne weiterzuwachsen. Zudem bilden sie mehrzellige Kolonien, die den frühen Stadien der tierischen Embryonalentwicklung ähneln. Die Kolonien überdauern etwa einen Drittel ihres Lebenszyklus und umfassen mindestens zwei verschiedene Zelltypen.

Es zeigt sich, dass mehrzellige Koordinations- und Differenzierungsprozesse bereits bei diesem Einzeller vorhanden sind, lange bevor die ersten Tiere auf der Erde erschienen. Die Art und Weise, wie sich die Zellen teilen, und ihre dreidimensionale Struktur erinnern an frühe Stadien der Embryonalentwicklung bei Tieren. Dies lege nahe, dass die genetischen Programme, die komplexe multizelluläre Entwicklung steuern, bereits vor über einer Milliarde Jahren vorhanden waren.