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News: Die Hormone sind der Schlüssel

Etwa sechzig Prozent der bekannten Tierarten lassen sich den Insekten zuordnen. Ihre Verbreitung und Fruchtbarkeit haben sie unter anderem dem bei ihnen üblichen Entwicklungsprozeß der Metamorphose zu verdanken. Sie sind in der Lage in so unterschiedlichen Stadien wie Larven, Puppen und erwachsenen Tieren verschiedene Lebensräume zu besetzen und auf unterschiedliche Nahrungsquellen zurückzugreifen. Nun haben amerikanische Wissenschaftler eine neue Hypothese entwickelt, wie Metamorphose sich eventuell entwickelt hat. Nach ihrer Vorstellung hat eine Änderung der hormonalen Funktionen während der Embryonalentwicklung zu der Evolution des einzigartigen Larvenstadiums geführt. Es sei es dann in den letzten 250 Millionen Jahren praktisch zu einer 'Bevölkerungsexplosion' der betroffenen Arten gekommen.
James Truman von der University of Washington bringt es auf den Punkt: "Die Metamorphose eröffnete tatsächlich Nischen, die den Insekten früher nicht offenstanden." Die frühesten Insekten, die an die heutigen Silberfischchen erinnerten, durchliefen keine Metamorphose. Ihre Jungen glichen stark den erwachsenen Tieren, bis auf die noch nicht funktionsfähigen Genitalien. Nachdem die ersten Insekten flugfähig geworden waren, entwickelten einige mehr fortgeschrittene Arten auch eine unvollständige Metamorphose. Die unreifen Stadien unterschieden sich von den Erwachsenen aber immer noch nur dadurch, daß sie keine Geschlechtsorgane besaßen und Flügelansätze, die sich erst während der Umwandlung zum Erwachsenenstadium zu funktionsfähigen Flügeln ausbildeten. Während der Entwicklung häuteten sich in jedem Falle die Insekten einige Male, oder sie warfen ihre äußeren Skelette ab.

Die heutigen höher entwickelten Insekten zeigen Larvenstadien, die nicht mehr an die Form der späteren Erwachsenen denken lassen. Was ihnen erlaubt, sich zum Beispiel von einer Raupe in einen Schmetterling zu verwandeln, sind nach Meinung der Wissenschafter Truman und Lynn Riddiford von der University of Washington die Einflüsse ihrer Hormone: des Juvenilhormons (JH) und der Ecdysteroide.

Juvenilhormone unterdrücken die Entwicklung erwachsener Strukuren. Bei Insekten mit nur teilweiser oder gar keiner Metamorphose erlaubt ihr Fehlen es den Embryonen, sich zu einer Miniaturausgabe von Erwachsenen zu entwickeln. Nach Truman verhindert aber das frühe Auftreten des JH bei Insekten mit kompletter Metamorphose ein solches Wachstum und führt zur Ausbildung eines Larvenstadiums. Juvenilhormone bleiben zunächst während des Larvenwachstums präsent, dann verschwinden sie. Ein komplexes Wechselspiel zwischen JH und Ecdysteroiden erlaubt es später der Larve, sich zu einer Puppe umzuwandeln, und letztendlich treiben Ecdysteroide alleine die Entwicklung bis zum ausgewachsenen Insekt voran.

Es wird angenommen, daß die vier wichtigsten Insektengruppen mit vollständiger Metamorphose alle von demselben Vorfahren abstammen. Danach wäre die Metamorphose in der Insektenwelt nur einmal "erfunden" worden. Truman hofft, die Metamorphose könnte Wissenschaftlern als wertvolles Modell dafür dienen, wie zeitabhängige Änderungen von Proteinproduktionen zur Entstehung unterschiedlicher Körperformen führen können.

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