Auf eine Forschungsfrage von Marius Flörchinger antwortet Marc Scheloske:

Der Axolotl, eine Salamanderart aus Mexiko, ist tatsächlich ein wahrer Regenerationskünstler. Der Axolotl, der genaugenommen zur Gattung der Querzahnmolche gehört, kann nämlich verlorene Körperteile vollständig nachwachsen lassen. Egal ob ein Bein oder der Schwanz abgebissen wurde oder gar Organe beschädigt werden: durch seine bemerkenswerte Selbstheilungsfähigkeit stellt der Axolotl diese Körperteile innerhalb weniger Wochen wieder komplett her – ohne dass von der früheren Wunde noch etwas zu sehen wäre.

Diese Fähigkeit nimmt lediglich im höheren Alter ab. Und wenn dieser Reparaturmechanismus zu häufig in Anspruch genommen wird, dann werden häufig auch nur etwas kleinere Körperteile nachproduziert. Natürlich interessieren sich die Forscher für dieses Regenerationstalent. Was steckt dahinter?

Trotz intensiver Forschungsarbeiten von Biologen ist der zugrundeliegende Mechanismus, nicht vollständig verstanden. Klar ist jedoch, dass verschiedene Faktoren eine Rolle spielen. Das beginnt damit, dass sich beim Axolotl – wenn er etwa den Schwanz verliert – kein Narbengewebe bildet. Das hat er mit anderen Lurchen gemein und macht das Nachwachsen von Körperteilen erst möglich.

Den weiteren Verlauf der Produktion von neuen Gliedmaßen oder Organen haben Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Molekulare Zellbiologie und Genetik in Dresden untersucht. Die haben jüngst herausgefunden, dass die Axolotl nicht über so genannte pluripotente Zellen (=Alleskönner-Zellen) verfügen, die sich nach Belieben in die jeweils erforderlichen Zelltypen spezialisieren könnten.

Entscheidend ist offenbar, dass das Gewebe ein spezielles Orientierungs- und Erinnungssystem eingebaut hat. Die Zellen an der Wundkante senden nämlich über Botenstoffe die notwendigen Informationen aus. Daraufhin werden “alarmierte” Zellen an den Wundrand verlagert, wo sie sich zum so genannten Blastem zusammenballen.

Dort verwandeln sich die Zellen dann ein Stück weit wieder in ein früheres Stadium zurück, von dem aus ein neuer Entwicklungspfad eingeschlagen wird. Muskelzellen werden dort also beispielsweise wieder ein Stück “reprogrammiert” und wandeln sich in Zellen für Sehnen oder Knorpel um. Einer der entscheidenden Punkte ist aber sicher der Mechanismus, der die entscheidenden Zellen dann an den richtigen Ort dirigiert. Der ist bislang aber kaum verstanden.

Weitere Antworten und Diskussionen sind erwünscht!


 » Marc Scheloske ist Wissenschaftssoziologe und Redakteur von ScienceBlogs Marc_45_sw.jpg

Kommentare (6)

  1. #1 Tobias
    September 14, 2009

    Bleibt vielleicht noch hinzu zu fügen, dass Axolotl ihr Leben lang im Larvenstadium verbleiben und so auch geschlechtsreif werden. Man spricht von Neotenie. Eigentlich sind Axolotl also Kaulquappen.
    Durch gabe von Thyroxin (oder Jod) kann im Labor die Metamorphose induziert werden, und es wird ein Salamander draus.

  2. #2 Christian A.
    September 14, 2009

    Wie sind die Axolotl denn nach der Metamorphose? Kommen die mit ihrem ausgewachsenen Zustand klar, oder sind sie nicht darauf eingerichtet?

    Biologie ist immer wieder faszinierend … Ich hatte mal “The Pandas Thumb” in die Finger bekommen, wo Gould sagte, dass es uns Menschen ähnlich geht, d.h. dass wir im Vergleich zu anderen Säugetieren nicht so richtig aus der Jugendphase hinauskommen.

  3. #3 Marc Scheloske
    September 14, 2009

    @Tobias:

    Danke für die Ergänzung bzgl. der Neotenie. Ich hatte überlegt, ob ich diese besonderheit erwähne, aber da diese Eigenschaft zwar ebenfalls bemerkenswert ist, aber (wenn ich es richtig verstanden habe) nicht direkt mit der Regenerationsfähigkeit zu tun hat, habe ich es nicht auch noch angeführt.

  4. #4 anon
    September 14, 2009

    @tobias
    Ist der “fertige” Salamaner auch noch so regenerativ?

  5. #5 Tobias
    September 14, 2009

    Christian,
    Axolotl werden zu Salamandern. Wie die aussehen weiss ich nicht. Ich meine aber, gelesen zu haben, dass ausgewachsene Tiere eine deutlich verkürzte Lebensdauer haben.

    Die Regenerationsfähigkeit der Axolotl hängt möglicherweise schon mit dem Kaulquappenähnlichen Larvenzustand zusammen. Prinzipiell passiert bei der Regeneration eines Axolotl-Beins das, was bei der Embryonalentwicklung der Gliedmassen von Wirbeltieren passiert. Durch regulatorische Gen-Netzwerke differenziert sich die Extremität. Es kommt recht früh zu einer Pattern-formation (also z.B. fünf Finger). Wie das genau funktioniert wird aktuell unter anderem mit Computermodellen untersucht, zum Beispiel von dieser Gruppe an meinem Institut.

  6. #6 Tobias
    September 14, 2009

    anon,
    keine Ahnung. Ich denke nicht.
    Ich glaube aber, man kann z.B. Froschkaulquappen künstlich im Kaulquappenzustand halten (die werden dann immer grösser), und dort gibts ebenfalls Regeneration von abgeschnittenen Schwänzen, z.B.