“Das Besondere an unserer Herangehensweise ist jedoch, dass wir die 3D-Daten nutzen, um Volumen- und Oberflächenmessungen in unseren Schwämmen durchführen”, so Nickel. “Diese 3D-Volumetrie-Methode ist zwar in den technischen Wissenschaften weit verbreitet, wird in der Zoologie jedoch bisher – trotz ihres enormen Informationspotenzials – kaum genutzt”. Auf diese Weise konnte Nickels Team zeigen, dass die inneren und äußeren Oberflächen und damit die Epithelienzellen, sogenannte Pinacozyten, die starken Körperkontraktionen der Schwämme verursachen. Dadurch können die Jenaer Wissenschaftler auch eine über Hundert Jahre währende Kontroverse über die zelluläre Kontraktionsursache entscheiden. Als kontraktile Kandidaten waren bisher sowohl spindelförmige Zellen im Gewebe der Schwämme gehandelt worden, als auch die Epithelzellen – die Jenaer Forscher haben jetzt den Verursacher eindeutig identifiziert.
Die aktuellen Ergebnisse der Jenaer Forscher ermöglichen neue Denkansätze zur evolutionären Entstehung von Muskelatur. “Die frühe Evolution von Muskeln ist bisher völlig unverstanden. Muskelzellen scheinen in der Evolution – nach aktueller Datenlage – nahezu aus dem Nichts aufgetaucht zu sein”, so Nickel. “Es muss jedoch evolutionäre Vorläufersysteme gegeben haben, die bisher unerkannt geblieben waren.” Die Schwamm-Epithelzellen rücken nun als heiße Kandidaten für die weitere Erforschung der Zusammenhänge in den Mittelpunkt des Interesses der Evolutionsbiologen. “Es spricht vieles dafür, dass Schwamm-Epithelien und die Muskelzellen der übrigen Tiere evolutionär auf einen gemeinsamen kontraktionsfähigen Zellvorfahren zurückgehen”. Dies soll in Zukunft in internationalen Kooperationen, auch unter Nutzung von Genom- und Genexpressionsdaten, geprüft werden.
