Entwicklung und Regenerationvermögen von Asselspinnen

Asselspinnen sind in allen Weltmeeren verbreitet und weisen mit ihrem sehr kleinen Körper, einem prominentem Saugrüssel und vier langen Laufbeinpaaren einen unverkennbaren Körperbau auf. Sie zählen innerhalb der Gliederfüßer zu den Kieferklauenträgern (Chelicerata), einer sehr artenreichen Gruppe, die vornehmlich für ihre terrestrischen Vertreter (echte Spinnen, Skorpione, Weberknechte) bekannt ist. Die beeindruckende evolutionäre Diversifizierung der Cheliceraten ging mit beträchtlichen Abwandlungen ihres Körperbaus einher. Obwohl die molekularen und zellulären Grundlagen der Körperbauentwicklung und -evolution im Tierreich inzwischen zunehmend gut untersucht sind, beschränkt sich das Wissen im Fall der Cheliceraten noch auf wenige Vertreter (vor allem Spinnen und Weberknechte). Insbesondere fehlen Daten für früh abzweigende evolutionäre Linien, wie die Asselspinnen. Während die meisten Cheliceraten eine direkte Entwicklung aufweisen, entwickeln sich Asselspinnen indirekt: Nach dem Schlupf einer winzigen Larve durchlaufen sie mehrere Häutungsstadien, die allmählich dem Körperbau der Adulten ähnlicher werden. Da dieser Modus womöglich ursprünglich für Gliederfüßer ist, macht es Asselspinnen zu vielversprechenden Untersuchungstieren, um ursprüngliche molekulare Mechanismen der Cheliceratenentwicklung zu identifizieren. Darüber hinaus besitzen Asselspinnen die erstaunliche, aber kaum untersuchte Fähigkeit der Regeneration ihrer Hauptkörperachse, was ebenso ursprünglich für Gliederfüßer sein könnte. Dieses Projekt hat zum Ziel, wichtige Prozesse in der Entwicklung von Asselspinnen zu charakterisieren, darunter die Etablierung der Hauptkörperachsen im Embryo, die Bildung von Körpersegmenten von der schlüpfenden Larve bis zum erwachsenen Tier und die Differenzierung von Körpersegmenten/-regionen in verschiedene Funktionseinheiten. Zu diesem Zweck werden Genexpressionsstudien an Entwicklungsstadien der Art Pycnogonum litorale durchgeführt, mit Fokus auf konservierte Genregulationsnetzwerke und Signalwege, die der Körperachsenfestlegung und Segmentbildung in Gliederfüßern unterliegen, sowie auf Hox-Genen als Schlüsselgenen bei der Identitätsfestlegung von Körpersegmenten. Dies wird wichtige Daten für den Vergleich mit landlebenden Cheliceraten und anderen Gliederfüßern liefern und somit ermöglichen, evolutionäre Hypothesen zu ursprünglichen Prinzipien der Körperbauentwicklung von Cheliceraten zu testen. Darüber hinaus werden Regenerationsexperimente (inklusive in-vivo Zellteilungsstudien und Einzelzell-RNA-Sequenzierung) darauf abzielen, die Zelltypen der Regenerationsprozesse von Asselspinnen zu charakterisieren und ihre Teilungsdynamiken zu verstehen. Über den innerartlichen Vergleich von normalen Entwicklungs- und Regenerationsprozessen hinaus, wird dies den Vergleich zu anderen Tiergruppen mit Regenerationsfähigkeit ermöglichen und somit dazu beitragen, grundlegende Prinzipien von Regeneration im gesamten Tierreich zu identifizieren.