Kopf und Vorderpfoten eines Europäischen Maulwurfs. Bild: Hannes Grobe
Sei es der lange Hals der Giraffe oder die «Plazenta» männlicher Seepferde - die Evolution hat bei Tieren die kuriosesten Anpassungen an deren Lebensweisen hervorgebracht. Nun hat ein internationales Forscherteam unter Zürcher Leitung die genetische Entwicklung der schaufel-förmigen Pfoten von Maulwürfen aufgeklärt.
Die Maulwürfe sind eine seltsame Tierfamilie, zu der auch die im Wasser lebenden Desmane und die bodenbewohnenden Spitzmulle gehören. Etliche von ihnen haben bizarre Körperteile entwickelt: Die Schnauze des Sternmulls ziert ein Kranz fingerförmiger Hautanhänge, der als Tastorgan dient, die Desmane haben Schwimmhäute und seitlich abgeplattete Schwänze.
Sieben Meter pro Stunde
Bei den Maulwürfen haben sich die Vorderpfoten zu regelrechten Schaufeln vergrössert, während die Hinterpfoten normal gross sind. Hände und Klauen sind verlängert und die Handflächen nach aussen gedreht. Ein sechstes Fingerglied hilft beim Graben. Damit schafft es der Maulwurf, bis zu sieben Meter Gänge pro Stunde zu buddeln.
Wie die Pfotenentwicklung genetisch gesteuert wird, hat nun ein internationales Forscherteam um Constanze Bickelmann vom Paläontologischen Institut und Museum der Universität Zürich entschlüsselt.
Spezielles Gen
Demnach ist bei Maulwürfen das sogenannte SOX9-Gen, das an der Bildung von Knorpel beteiligt ist, zu anderen Zeiten aktiv als bei verwandten Kleinsäugern, wie die Forscher am Donnerstag im Online-Fachblatt «EvoDevo» berichten.
Die Forscher verglichen die Aktivität dieses Gens in der Embryonalentwicklung von Iberischen Maulwürfen, den verwandten Kleinohrspitzmäusen und Hausmäusen. Es zeigte sich, dass das SOX9-Gen bei Spitzmaus und Maus bei der Entwicklung in Vorder- und Hinterbeinen gleichzeitig aktiv wird, beim Maulwurf jedoch in den Vorderbeinen früher als hinten.
Evolution bevorzugte gute Baumeister
«Diese unterschiedliche Zeiteinteilung der Genaktivität ist ein extremes Beispiel für die Anpassung an eine besondere Lebensform», zitiert die Mitteilung Constanze Bickelmann. «Die natürliche Auswahl hat Tiere bevorzugt, die grössere Vorderpfoten hatten und somit besser graben konnten.»
Darum hinterliessen Maulwürfe mit einem früher aktiven SOX9-Gen in den Vorderpfoten mehr Nachkommen und breiteten sich aus. Da die Trennung von Maulwürfen und Spitzmäusen vor 70 Millionen Jahren stattfand, führte dieser Auswahlprozess zu einer langsamen, aber tiefgreifenden Veränderung bei der Produktion eines Eiweisses, das im Tierreich fast universell vorkommt, wie die Forscher schreiben.
