Cladoselache

Cladoselache ist eine Gattung basaler Knorpelfische (Chondrichthyes), die während des späten Devonzeitalters lebte. Sie sind für die Evolutionsgeschichte bedeutend, da sie die älteste bekannte Wirbeltiergattung mit Zähnen ist.

Fundorte

Cladoselache ist aus den Tonschiefern Ohios bekannt, deren außergewöhnlich gute Erhaltungsbedingungen in einigen Fällen auch Hauttextur und die Form innerer Organe überliefert haben.

Zähne

Die Haut heutiger und prähistorischer Knorpelfische (Haie und Rochen) ist bedeckt mit sog. Placoid-Schuppen. Diese bestehen vor allem aus Calcit und Apatit, mit einem Anteil organischen Materials. Hauptteil der Schuppe bildet eine Dentinhülse um eine gut durchblutete Hautausstülpung, durch die die Schuppe mit Nährstoffen versorgt wird. Überlagert wird diese Dentinhülse (70% Hydroxylapatit, 20% Kollagen, 10% Wasser) von einer Schicht Adamantin (>90% Hydroxylapatit), die die Schuppe umso widerstandsfähiger macht. Ein anderes Wort für Adamantin ist Zahnschmelz.

Denn die Zähne aller Wirbeltiere, auch die der Menschen, sind in ihrem inneren Aufbau nahezu identisch mit den Placoidschuppen der Knorpelfische.

Es ist anzunehmen, dass Cladoselache, oder eine nahe verwandte Art, erstmals Zähne ausbildeten, weil aufgrund einer Mutation die genetische Information für die Schuppenbildung an der falschen Lokalität im Embryo ausgelesen wurde, im Inneren der Mundhöhle, statt nur auf der Außenseite. Die dadurch verbesserte Bissleistung setzte sich im genetischen Drift der folgenden Generationen durch und überdauerte bis heute. Jedes Tier mit Zähnen kann seine Abstammung bis zu diesem ersten, mutierten Cladoselache(-verwandten) zurückverfolgen.

Evolution und Entwicklung (Evo-Devo)

Fehlerhafte Körperausbildungen dieser Art sind erdgeschichtlich betrachtet nicht selten: Innerhalb eines Embryos kommunizieren die einzelnen Stammzellen mithilfe von Botenstoffen, und erroieren daraus ihre Position innerhalb des Embryos. Die Botenstoffe führen dazu, dass im Erbgut einer Stammzelle nur bestimmte Instruktionem ausgelesen werden, die zur Spezialisierung und schließlich der Entwicklung des vorgesehenen Zelltyps führen.

Beispiel: Erhält eine totipotente Stammzelle von der einen Seite die Botenstoffe anderer Stammzellen oder bereits differenzierter, innerer Gewebe, von der anderen Seite aber nicht, bedeutet das, dass sie sich auf der Körperoberfläche befindet. Die Botenstoffe regen in ihr einen Differenzierungsprozess zur Hautzelle an, d. h. Keratinproduktion und Teilungsrate werden erhöht. Erhält eine Stammzelle hingegen von allen umgebenden Seiten die Botenstoffe von bereits differenzierten Muskelzellen, bedeutet das, dass sie sich im Inneren eines Muskels befindet und ebenfalls als Muskelzelle vorgesehen ist. Die Botenstoffe lösen in ihr den Differenzierungsprozess zur Muskelzelle aus, d. H. das Zellskelett wird verstärkt, die Form angepasst und die Mitochondrienanzahl erhöht.

Durch Mutationen kann es dazu kommen, dass eine Stammzelle die falschen Botenstoffe aussendet oder angenommene Botenstoffe falsch interpretiert werden. Geschieht das, so entstehen Gewebearten an Stellen, an denen dieses Gewebe eigentlich nicht wachsen sollte. In der Natur kommt dies selten und noch seltener mit lebensfähigen Resultaten vor, aber Wissenschaftler aus dem Feld des Evolutions- und Entwicklungsforschung (evolution and development = Evo-Devo) konnten mit künstlicher Zugabe von Botenstoffen Tiere mit unnatürlichen Gewebepositionierungen züchten, z. B. Fruchtfliegen mit Beinen anstelle von Antennen oder mit zwei Thoraxsegmenten anstelle von nur einem. Da viele Botenstoffe seit der Kambrischen Explosion für die entsprechenden Körperareale codieren, können diese auch artübergreifend genutzt werden, sprich die Botenstoffe für die Entwicklung von Augen im Menschen würden auch in einem Fruchtfliegen-Embryo die Entstehung von Augen auslösen. Allerdings stets in Referenz zu dem bestehenden genetischen Material des Wirts, sprich es würden keine menschlichen Augen, sondern Facettenaugen entstehen. Durch Zugabe entsprechender Botenstoffe könnten theoretisch auch im Lauf der Evolution zurückgebildete Merkmale, wie zum Beispiel Flossen oder Schuppenhaut in Landwirbeltieren wieder ausgelesen werden, vorausgesetzt dass die entsprechenden Gensequenzen in der "Junk-DNA" des Wirts über die Jahrmillionen intakt geblieben sind.

Merke:
In Deutschland ist Chimärenbildung nach §7 des Embryonenschutzgesetzes verboten und kann mit bis zu 5 Jahren Haft bestraft werden