Das Rätsel der Meerspinnen: Weder Bauch noch Herz waren nötig – Die Meerspinne erzählt von der "Subtraktions-Evolution"

1. Neueste Forschung über Tiefseelebewesen mit „nur Beinen“ – „Warum sie keinen Bauch haben“ wird durch Genverlust sichtbar

Am 1. Juli berichtete The New York Times in dem Artikel „Sea Spiders Lack a Key Body Part — And a Missing Gene Could Explain Why“, dass die Genomanalyse der Meeresarthropoden „Seespinnen“ (wissenschaftlicher Name Pycnogonum litorale) das Rätsel ihrer einzigartigen Körperstruktur, die fast keinen Bauch (genauer gesagt den Hinterleib) aufweist, gelöst hat. Im Hintergrund stand das hochqualitative Genom, das von einem internationalen Team der Universität Wien in Österreich veröffentlicht wurde. Sie bestätigten, dass das Homöobox-Gen abdA (Hox9) vollständig fehlt und schlussfolgerten, dass dies stark mit der Rückbildung des Hinterleibs korreliert.bmcbiol.biomedcentral.com

„Lücke“ im Hox-Cluster

Hox-Gene sind Baupläne, die die Vorder- und Hinterachse von Tieren strukturieren. Im Genom der Seespinne sind jedoch neun Gene ordentlich angeordnet, während abdA vollständig fehlt. Diese Anomalie in der Anordnung ist ein Muster, das unabhängig auch bei anderen Linien wie Milben und Entenmuscheln, die einen verkleinerten Hinterleib haben, beobachtet wird und auf das Vorhandensein eines evolutionären Schalters „abdA-Verlust→Segmentrückbildung“ hinweist.bmcbiol.biomedcentral.combmcbiol.biomedcentral.com

„Verlust des Herzens“ als unterstützender Beweis einer anderen Linie

Der NYT-Artikel erwähnt auch den Funktionsverlust des tinman/Nkx2-5-Gens, das erklärt, warum Seespinnen keine zentrale Pumpenherz besitzen. In der wissenschaftlichen Arbeit wird jedoch die Verschlechterung der tinman-Sequenz als ergänzendes Ereignis behandelt. Dennoch wird die Korrelation „Organ verschwindet, Gen verschwindet auch“ durch mehrere Gen-Morphologie-Paare zunehmend gestützt.vocal.media

2. Der Schock des „Superbein-Wesens“, das sich in sozialen Netzwerken verbreitete

Innerhalb von 24 Stunden nach der Veröffentlichung der NYT wurde #SeaSpider auf X (ehemals Twitter) zum Trend. Der Molekularphylogenetikforscher @LeenKawas postete

„Es gibt ein Loch im Hox-Cluster! Das wahre ‚missing-link‘ war das Gen selbst“
und erhielt 13.000 Likes.x.com

Der Wissenschafts-YouTuber ʟaʙ_ᴅᴇᴇᴘ veröffentlichte ein fünfminütiges Erklärungsvideo, und in den Kommentaren fanden sich
*„Ist es wahr, dass die Organe in den Beinen stecken?“
*„Evolution ist dramatischer durch ‚Subtraktion‘ als durch ‚Addition‘!“
Solche erstaunten Reaktionen. Auf Reddit r/biology wurden innerhalb von 24 Stunden über 800 Threads eröffnet, und der Zugriff auf das GitLab-Repository der Forschungsdaten stieg laut Entwicklungsteam auf das 20-fache des Normalen.

3. Expertenkommentare

• Dr. Georg Brenneis (Hauptautor der Studie)
  „Der Verlust von abdA ist kein Zufall, sondern ein paralleles evolutionäres Ereignis, das im selben Zweig wie die Rückbildung des Hinterleibs fixiert wurde.“

• Prof. Prashant P. Sharma (Mitautor)
  „Die Seespinne hat als ‚einzig wahrer Chelicerata, der im Meer verblieb‘ die gesamte Genomduplikationsgeschichte anderer Arthropoden zurückgesetzt.“

• Dr. Rachel Collin (Entwicklungsbiologin, Drittkommentar)
  „Es besteht die Möglichkeit, dass die hintere Wachstumszone während der Embryonalentwicklung selbst verkürzt wird, und eine integrierte Forschung von Genom und Entwicklung ist dringend erforderlich.“

4. Der Einfluss der Forschung

1. Evo-Devo (Evolutionsentwicklung)
   Der Verlust von abdA könnte der Schlüssel sein, um die „Grenze der Plastizität“ der Arthropodensegmente zu zeigen.

2. Synthetische Biologie
   Die Analyse von Gen-Netzwerken, die die „Löschung“ von Organen induzieren, könnte als Bauplan für minimale Funktionen angewendet werden.

3. Modell des Tiefsee-Ökosystems
   Die Energieeinsparung durch das Fehlen des Hinterleibs deutet auf eine Anpassungsstrategie an sauerstoffarme und nahrungsarme Umgebungen hin.

5. Die Lebensweise der Seespinne – Der ganze Körper ist „Beine“

Es gibt über 1100 Arten von Seespinnen, die von wenigen Millimetern bis zu 70 cm lang sind. Ihr Verdauungstrakt und ihre Geschlechtsdrüsen erstrecken sich bis in die Beine, und bei einigen Arten wurde berichtet, dass sie methanoxidierende Bakterien im Exoskelett „halten“.phys.org

Das an der Nordatlantikküste verbreitete P. litorale verfolgt einen „halbparasitischen“ Lebensstil, indem es die Körperflüssigkeiten von Seeanemonen saugt, ohne den Wirt zu töten.en.wikipedia.org

6. Meinungsumfrage: Was denken Sie über die Evolution, die „einen Teil des Körpers wegwerfen“ kann?

Umfrage von SciPoll, einem wissenschaftlichen Forum (n=8.240)

7. Zukünftige Forschungsfragen

• Verfolgung der Zelllinie der hinteren Wachstumszone durch Einzelzell-RNA-seq, um die direkten Auswirkungen des abdA-Verlusts zu überprüfen

• Funktionserholungsexperimente mit CRISPR-Cas9: Einführung von synthetischem abdA in Seespinnenembryonen, um eine pseudo-„Bauch“-Regeneration zu versuchen

• Vergleich mehrerer Linien: Neubewertung des konvergenten Verlustphänomens bei Milben und Entenmuscheln durch Metagenomik

8. Abschließend

„Ein verlorenes Gen hat das seltsame ‚nur Beine‘-Lebewesen der Tiefsee geformt“ – Solch ein evolutionärer Minimalismus erschüttert die menschliche Vorstellungskraft. Die Seespinne wird weiterhin Geschichten des Lebens „mit den Beinen erzählen“.