Von: Dennis L.
Wie in der Urzeit

Forscher züchten Hühner-Embryos mit Dinosaurier-Schnauzen

„Dino-Hühnchen“ zeigen, wie Vögel zu ihrem Schnabel kamen. Zu diesem Zweck haben Wissenschaftler die Embryonen von Hühnern so verändert, dass ihnen die Schnauzen von Dinosauriern wachsen. Grundlegend dafür war eine Veränderung der Moleküle, die für den Aufbau der Vogelschnäbel verantwortlich sind.

Hühner mit Dinosaurier-Schnauzen
© John Conway / Yale University

Chicago (U.S.A.). Eines vorne weg: Die Untersuchung, deren genaue Details in der Mai-Ausgaben des Evolution Magazins veröffentlicht wurden, zielt nicht darauf ab eine Herde von hybriden Dino-Hühnchen zu züchten oder gar Dinosaurier wieder zum Leben zu erwecken. Dies macht Anjan Bhullar, Paläontologe an der Universität von Chicago, Co-Leiter der Arbeit direkt zu Beginn deutlich: „Unser Ziel ist es zu verstehen wie sich vor mehr als 150 Millionen Jahren die Schnauzen von Dinosauriern zu Vogelschnäbeln entwickelten.“

Der Übergang vom Dinosaurier zum Vogel war ein chaotischer. Zunächst trennten keine spezifischen anatomischen Eigenheiten frühe Vögel von ihren fleischfressenden Vorfahren, den Dinosauriern. Aber in den ersten Stufen der Evolution der Vögel wuchs der Zwillingsknochen, der die Schnauze von Dinosauriern und auch noch heutigen Reptilien, die Premaxilla, sowohl in Länge an als auch zusammen und bildete das, was heute der Schnabel ist. „Anstatt zweier kleiner Knochen an den Seiten der Schnauze, wie bei allen Wirbeltieren, verschmolz alles zu einer geschlossenen Struktur“, gibt Bhullar an.

Gesichtsrekonstruktion

Um besser das Verschmelzen dieser Knochen verstehen zu können hat das Team, geleitet von Bhullar und Arhat Abzhanov, einem Evolutionsbiologen an der Harvard University, zunächst die Bildung von Schnäbel bei Embryonen von Hühnern und Emus analysiert und mit der der Entwicklung von Schnauzen von Alligatoren, Eidechsen und Schildkröten verglichen. Die Wissenschaftler schlussfolgerten, dass die Schnauzen von Reptilien und Dinosauriern sich aus der Premaxilla in ähnlicher Weise entwickeln und das der Weg, den die Entwicklung der Schnauze nimmt, während der Evolution der Vögel geändert wurde.

Das Team entdeckte zudem, dass zwei Proteine, die für die Entwicklung des Gesichts, die Fibroblasten-Wachstumsfaktoren (FGF) und Wnt (ein Signalprotein, das als lokaler Mediator eine wichtige Funktion bei der Entwicklung verschiedener tierischer Zellen einnimmt und sich Wg für Wingless und Int-1 zusammensetzt), sich völlig anders in Reptilien und Vögel auswirken. In Reptilien werden die Proteine in zwei kleinen Bereichen bei Embryonen aktiv, die sich später in das Gesicht des Tieres entwickeln. In Vögeln wiederum werden die beiden Proteine in einem langgezogenen Streifen in derselben Region von Embryonen aktiv. Bhullar sieht dieses Ergebnis seiner Beobachtung als einen vorläufigen Beweis dafür an, dass die Veränderung der Aktivität der beiden Proteine zur Entstehung des Schnabels beitrug.

Um ihre Idee auf die Probe zu stellen fügte das Team Biochemikalien Hühnereiern bei, die die Aktivität von beiden Proteinen blockieren. Laut Bhullar wurden diese Eier nicht komplett ausgebrütet, sondern lediglich die Unterschiede in den Gesichtern der kurz vor dem Schlüpfen stehenden Hühnern betrachtet. Diese wiesen leichte Unterschiede zu normalen Hühnern auf. Die manipulierten Hühner hatten noch immer einen Hautlappen über den Schnäbeln und von Außen betrachtet lag kein offensichtlicher Unterschied vor. „Aber die Skelette konnten einen schon verwirren. Auch wenn ich nicht behaupten würde, dass wir Hühnern Schnauzen gegeben haben“, sagt Bhullar.

In manchen Embryonen waren die Premaxillae teilweise zusammengewachsen, in andern waren klar zwei getrennte und deutlich kürzere Knochen zu erkennen. Andere der manipulierten Embryonen waren überhaupt nicht von gewöhnlichen Hühnern zu unterscheiden. Im nächsten Schritt schuf das Team mittels Computertomographie digitale Abbilder der Schädel und entdeckten, dass einige Schädel denen von frühen Vögel, wie dem Archaeopteryx und Dinosauriern wie dem Velociraptor stark ähnelten.

Eine biomechanische Zeitmaschine

Auch wenn Bhullars Forschung gute Argumente anführt, wie sich Dinosaurier zu Vögel entwickelten, ist es noch ein weiter Weg zu echten Schlussfolgerungen, wie die genetischen Änderungen tatsächlich von Statten gegangen sind. Zum einen könnten die Auslöser bereits in den Genen liegen, die für die Codierung von FGF und Wnt verantwortlich sind, in der Regelung der DNA selber liegen, die die Genexpression steuern oder sogar in den Genen, die für biochemische Wechselweg zuständig sind. Sobald der Ursprung dieser Veränderungen einmal definitiv ausgemacht ist, ist es auch möglich die Genome von Hühnern so zu beeinflussen, dass die evolutionären Entwicklungen tatsächlich zurückgebildet werden.

Andere Untersuchungen, wie beispielsweise durch Jack Horner, Paläontologe an der Montana State University in Bozeman, haben bereits versucht Hühner mit dino-ähnlichen Schwänzen zu erzeugen. Dabei war es zwar möglich recht sicher die Mutationen auszumachen, die für das Verschwinden des Schwanzes verantwortlich sind, aber auf Grund der vielzähligen Komponenten erwies es sich bisher als sehr schwierig diese Entdeckung auch auf biotechnisch erzeugte Dino-Hühner zu übertragen.

Im Gegensatz zu Horner, dessen Vision neu Tierarten zu erschaffen Bhullar bewundert, ist der Wissenschaftler mehr daran interessiert erneut die Evolution durchzuspielen. Als nächstes stehen auf seiner Wunschliste Untersuchungen zur Entwicklung von Mammutschädeln und den ungewöhnlichen unteren Extremitäten von Krokodilen. „Ich glaube dies eröffnet uns einen so gute wie eben möglichen Einblick in die Tiefen unserer Vergangenheit ohne dabei eine Zeitmaschine besitzen zu müssen“.

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