Lehrstuhl für Paläontologie & Geobiologie
print

Sprachumschaltung

Navigationspfad


Inhaltsbereich

Biomineralisation

Biomineralisation ist der Prozess durch den Organismen unter biologischem Einfluss Minerale bilden. Skelette von Tieren, wie die Schalen von Schnecken, die Skelette von Korallen und auch Menschen, werden unter voller genetischer Kontrolle in einem hochgradig (enzymatisch) regulierten Prozess gebildet, durch die sogenannte „biologisch kontrollierte“Mineralisierung. Die gebildeten Produkte sind Kompositmaterialien aus einer organischen Matrix und dem gebildeten Mineral, bei den Tieren meist aus Kalziumkarbonat oder Kalziumphosphat, seltener auch aus Kieselsäure.

Diese Biomaterialien sind oft integrale und funktionelle Bestandteile der Organismen, von denen einige eine außergewöhnliche Festigkeit und Schönheit aufweisen und auch oft von hohem kommerziellem Wert sind (z. B. Perlen). Skelettreste von abgestorbenen Organismen werden oft als Fossilien in Sedimenten überliefert und sind die einzigen greifbaren Beweise für deren Existenz in früheren Erdzeitaltern.

Unsere Forschungsarbeiten untersuchen wie Organismen ihr Kalkskelett bilden und welche genetischen Mechanismen die Mineralablagerung steuern. Der spezielle Fokus unserer Arbeiten liegt auf Schwämmen und Korallen, die wir in unseren Forschungsaquarien züchten. Wir interessieren uns auch für die evolutionären Aspekte der Diversifizierung der Biomineralisierung von Kalk bei den Tieren und untersuchen die Auswirkungen des globalen (Klima-)Wandels und der Versauerung der Ozeane auf kalkbildende Organismen in kontrollierten Mesokosmos-Experimenten.

Schlüsselpublikationen

  • Conci, N., Lehmann, M., Vargas, S., Wörheide, G. 2020. Comparative proteomics of octocoral and scleractinian skeletomes and the evolution of coral calcification. Genome Biology and Evolution: evaa162.
  • Conci, N., Wörheide, G., Vargas, S., 2019. New non-bilaterian transcriptomes provide novel insights into the evolution of coral skeletomes. Genome Biology and Evolution 11:3068–3081
  • González-Pech, R. A., Vargas, S., Francis, W. R., & Wörheide, G. 2017. Transcriptomic resilience of the Montipora digitata holobiont to low pH. Frontiers in Marine Science 4: 403.
  • Jackson, D. J., Mann, K., Häussermann, V., Schilhabel, M. B., Lüter, C., Griesshaber, E., Schmahl, W. & Wörheide, G., 2015. The Magellans venosa Biomineralizing Proteome: A Window into Brachiopod Shell Evolution. Genome Biology and Evolution 7(5): 1349-1362. Open Access.
  • Voigt, O., Adamski, M., Sluzek, K., Adamska, M., 2014. Calcareous sponge genomes reveal complex evolution of α-carbonic anhydrases and two key biomineralization enzymes. BMC Evolutionary Biology 14, 230.
  • Rahman, M.A., Karl, K., Nonaka, M., Fujimura, H., Shinjo, R., Oomori, T., Wörheide, G., 2014. Characterization of the proteinaceous skeletal organic matrix from the precious coral Corallium konojoi. Proteomics 14(21-22): 2600–2606.
  • Jackson, D., Macis, L., Reitner, J., Wörheide, G. 2011. A horizontal gene transfer supported the evolution of an early metazoan biomineralization strategy. BMC Evolutionary Biology 11 (1), 238. (open access)
  • Jackson, D.J., Thiel, V., Wörheide, G. 2010. An evolutionary fast-track to biocalcification. Geobiology 8 (3), 191–196.
  • Ehrlich, H., Deutzmann, R., Brunner, E., Cappellini, E., Koon, H., Solazzo, C., Yang, Y., Ashford, D., Thomas-Oates, J., Lubeck, M., Baessmann, C., Langrock, T., Hoffmann, R., Wörheide, G., Reitner, J., Simon, P., Tsurkan, M., Ereskovsky, A.V., Kurek, D., Bazhenov, V.V., Hunoldt, S., Mertig, M., Vyalikh, D.V., Molodtsov, S.L., Kummer, K., Worch, H., Smetacek, V., Collins, M.J. 2010. Mineralization of the metre-long biosilica structures of glass sponges is templated on hydroxylated collagen. Nature Chemistry 2 (12), 1084–1088.
  • Jackson, D. J., Macis, L., Reitner, J., Degnan, B. M., & Wörheide, G. 2007. Sponge Paleogenomics Reveals an Ancient Role for Carbonic Anhydrase in Skeletogenesis. Science 316(5833): 1893-1895.