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Vorteilhafte "Ball-Kleider"

Archiv: Schöne Biologie

Ralf Neumann


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Schöne Biologie

Wie Evolution funktioniert, zeigt sich oft am anschaulichsten an besonders ausgefallenen Eigenschaften einzelner Organismen.

Nehmen wir als Beispiel die Zwerg- oder Kleinzikaden (Cicadellidae). Diese Insek­ten­familie zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass deren 0,2 bis 3 Zentimeter großen Mitglieder die einzigen sind, die sogenannte Brochosomen bilden. Die Evolution „erfand“ solche Brochosomen also erstmals in der Vorfahrenlinie der heutigen Zwergzikaden – und bis heute offenbar nirgendwo anders in der belebten Welt.

Doch was sind Brochosomen? Kurz gesagt sind es 0,2 bis 4 Mikrometer große „Hohl-Bällchen“. Der innere Hohlraum wird dabei von einer Oberfläche umspannt, die sich – fast wie bei alten Leder-Fußbällen – aus fünf- und sechseckigen Protein-Lipid-Einheiten zusammensetzt. Die Zwergzikaden bilden diese Mini-Bällchen im Golgi-Komplex bestimmter Zellen der Malpighischen Gefäße, scheiden sie als eine Art Granulat am Hinterleib aus und verteilen sie mit speziellen Borsten der Hinterbein-Tibien auf Körper und Flügeln.

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Da die Brochosomen extrem hydrophob sind, liegt nahe, dass sie die Kleinzikaden vor Wasser schützen. Außerdem soll das „Ball-Kleid“ (Sorry, der musste jetzt sein!) verhindern, dass die kleinen Krabbler am Ende rettungslos mit dem von ihnen selbst abgesonderten, zuckrigen Honigtau verkleben.

Schön und gut, aber was lehren uns die Zikaden-Bällchen jetzt über die Evolution? Zunächst einmal: Die Evolution plant nie voraus. Es wird also nicht so gewesen sein, dass die Zwergzikaden-Vorfahren vor dem großen Problem standen, dass sie allzu nass wurden oder an ihrem eigenen Saft verklebten – und dass deren Evolution sie dann deswegen gezielt die Brochosomen entwickeln ließ, um Abhilfe zu schaffen.

Nein, so aktiv „handelt“ die Evolution nicht. Sie handelt überhaupt nicht. Evolution beschreibt vielmehr einen komplett selbstlaufenden Prozess – und der geht etwa so:

Durch zufällige Mutation entstehen in einer Population verschiedene Varianten. Eine davon sorgt zufällig für eine verbesserte oder gar neue Eigenschaft, wodurch die betreffenden Individuen ein latentes Problem, das die gesamte Population mit seiner Umwelt hat, besser bewältigen können. Sie haben also einen gewissen Vorteil erworben. Ist dieser wiederum gegenüber den anderen Individuen der Population groß genug, dann ist die Wahrscheinlichkeit sehr hoch, dass diese Varianten sich auch zahlreicher und stabiler fortpflanzen als ihre somit „übervorteilten“ Artgenossen. Auf diese Weise breitet sich die vorteilhafte Mutation immer weiter in der Population aus – bis sie nach etlichen Generationen die „alte“ Variante komplett ersetzt hat. Die Mutation ist dann zu hundert Prozent in der Population fixiert – und diese ist damit insgesamt evolutionsgeschichtlich gesehen einen Schritt weiter gekommen.

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Was unsere Zwergzikaden angeht, erscheint dieser Prozess allerdings nicht besonders anschaulich, wenn sich die Brocho­somenbildung in ihrer Ahnenreihe lediglich deswegen fixieren konnte, weil sie dadurch trockener blieben oder weniger verklebten. Allerdings: Auch wenn dies wohl mitgespielt hat, war es offenbar nicht der Hauptvorteil, den die Brochosomen boten. Denn wie US-Materialforscher (!) gerade in Nature Communications beschrieben (8: 1285), überziehen die Zwergzikaden auch ihre Eier mit Brochosomen-Granulat. Der Clou dabei: Die Bällchen absorbieren effektiv das Tageslicht und sorgen damit für eine anti­reflektive Schicht auf den Eiern – sodass sie vor dem jeweiligen Blatt-Hintergrund für potentielle Eierfresser praktisch unsichtbar sind.

Womit schließlich doch auf sehr anschauliche Weise klar sein dürfte, wie sich einstmals stets diejenigen Zikaden-Varianten einen Fortpflanzungsvorteil erwarben, deren Brochosomen wieder ein klein wenig stärker das Licht absorbierten.

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Letzte Änderungen: 07.12.2017


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