Ein altes Gen ist entscheidend für die Entwicklung der charakteristischen Taille, die den Körperbau der Spinne in zwei Hälften teilt, so eine Studie, die am 29. August in der Open-Access-Zeitschrift PLOS Biologie von Emily Setton von der University of Wisconsin-Madison, USA, und Kollegen.
Der Körper einer Spinne ist in zwei Abschnitte unterteilt, die durch eine schmale Taille voneinander getrennt sind. Im Vergleich zu Insekten und Krebstieren weiß man relativ wenig über die embryonale Entwicklung von Spinnen, und die Gene, die an der Bildung der Spinnentaille beteiligt sind, sind noch kaum erforscht.
Um dies zu untersuchen, sequenzierten Forscher Gene, die in Embryonen der Texas-Braunen Tarantel (Aphonopelma hentzi) in verschiedenen Entwicklungsstadien exprimiert wurden. Sie identifizierten 12 Gene, die in embryonalen Zellen auf beiden Seiten der Taille auf unterschiedlichen Ebenen exprimiert werden.
Sie schalteten jedes dieser Kandidatengene nacheinander in Embryonen der Hausspinne (Parasteatoda tepidariorum) ab, um ihre Funktion während der Entwicklung zu verstehen. Dabei entdeckten sie ein Gen – das die Autoren „waist-less“ nannten –, das für die Entwicklung der Spinnentaille erforderlich ist. Es ist Teil einer Genfamilie namens „Iroquois“, die zuvor bei Insekten und Wirbeltieren untersucht wurde.
Eine Analyse der Evolutionsgeschichte der Irokesenfamilie legt jedoch nahe, dass das Gen ohne Taille beim gemeinsamen Vorfahren von Insekten und Krebstieren verloren gegangen ist. Dies könnte erklären, warum das Gen ohne Taille bisher nicht untersucht wurde, da sich die Forschung eher auf Insekten- und Krebstier-Modellorganismen konzentrierte, denen das Gen fehlt.
Die Ergebnisse zeigen, dass ein altes, aber bisher nicht untersuchtes Gen für die Entwicklung der Grenze zwischen Vorder- und Hinterkörper entscheidend ist, ein entscheidendes Merkmal der Cheliceraten – der Gruppe, zu der Spinnen und Milben gehören. Weitere Forschung ist erforderlich, um die Rolle der Taillenlosigkeit bei anderen Cheliceraten wie Skorpionen und Weberknechten zu verstehen, sagen die Autoren.
Die Autoren fügen hinzu: „Unsere Arbeit identifizierte ein neues und unerwartetes Gen, das an der Strukturierung des charakteristischen Körperbauplans der Spinne beteiligt ist. Im weiteren Sinne beleuchtet diese Arbeit die Funktion neuer Gene in alten Tiergruppen.“
Weitere Informationen:
Für die Musterung der Spinnentaile wird ein taxonomisches Duplikat von Iroquois3 benötigt, PLoS Biologie (2024). DOI: 10.1371/journal.pbio.3002771