Evolution der Biomineralisation
Biomineralisation bezeichnet Prozesse, durch die Organismen Minerale unter biologischer Kontrolle ausscheiden. Mehrzellige Organismen bilden ihre Skelette überwiegend mittels sogenannter biologisch kontrollierter Mineralisation. Diese sind oft fest integrierte und funktionelle Teile dieser Organismen, auch sind Hartteile und Skelette meist die einzigen überlieferten Belege eines in anderen Erdzeitaltern lebenden Organismus, die in Form von Fossilien erhalten sind.
Der enzymatisch gesteuerte Prozess der biologisch kontrollierten Mineralisation ist verantwortlich für die Produktion von Materialien wie Knochen, Gehäusen und Zähnen, welche manchmal außergewöhnliche Stärke und Schönheit aufweisen - oft verbunden mit einem hohen kommerziellen Wert (wie z.B. Perlen).
In unserer Forschung untersuchen wir, wie Organismen ihre Kalkskelette ausbilden und welche genetischen Mechanismen die Mineralbildung und Skelettarchitektur kontrollieren. Weiterhin interessiert uns der evolutionäre Aspekt der Diversifikation der Kalk-Biomineralisation speziell in der Gruppe der Metazoa (Tiere). Die Hauptfragen unserer Forschung in diesem Zusammenhang beinhalten Folgendes:
- Wie und warum kalzifizieren Organismen?
- Wie hat sich das Vermögen mineralisierte Strukturen auszubilden evolutionär entwickelt?
- Hat sich die Fähigkeit der Biomineralisation mehrmalig innerhalb der Evolution entwickelt oder gibt es einen ursprünglichen und konservierten "genetischen Baukasten", aus dem sich alle Tiere "bedienen"?
- Wie lief die Evolution der Biosynthese-Pfade ab, die es Tieren ermöglicht ein Kalkskelett ausbilden?
Schlüsselpublikationen
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.
Sethmann, I., Helbig, U., Wörheide, G., 2007. Octocoral sclerite ultrastructures and experimental approach to underlying biomineralisation principles. CrystEngComm. Special Issue Biomineralization 9, 1262–1268.
Sethmann, I., Wörheide, G., 2008. Structure and composition of calcareous sponge spicules: A review and comparison to structurally related biominerals. Micron 39 (3), 209–228.
Mehr Informationen unter www.mol-palaeo.de
