Eine Forschergruppe um Christen Mirth bei Instituto Gulbenkian de Ciencia (Portugal) haben ergeben, dass die Entwicklung der Flügel in Fruchtfliegen nicht synchron Fortschritte bei der Entwicklung des Organismus . Stattdessen ist es mit dem ganzen Körper nur an bestimmten "Meilensteine" koordiniert. Diese Studie , in der neuesten Ausgabe der wissenschaftlichen Zeitschrift PLoS Genetics hilft erklären, wie ein Organismus mit umweltspezifischen und physiologischen Störungen behält die Fähigkeit zur korrekten Funktions Organe und Gewebe in einem proportionalen Erwachsener Körper aufzubauen .
Für eine wachsende Organismus ist es wesentlich, robust Entwicklungsprozesse sicherzustellen, dass die Entwicklung von Organen und Geweben, ordnungsgemäß sogar im Angesicht von Umwelt- oder physiologischen Störungen entstehen können. Um die Robustheit zu erzielen, die Prozesse, die einzelnen Organe erzeugen muss , auf einer Ebene , auf der ganzen Körper integriert werden, um sicherzustellen, dass eine vollständig gemusterte und proportioniert Erwachsenen ist am Ende der Entwicklung erzeugt wird. Christen Mirth und Kollegen vorgeschlagen zu untersuchen, wie Organ- und Ganzkörper- Entwicklung koordiniert , mit Hilfe der Fruchtfliege Drosophila melanogaster als Modellorganismus . Die Jugendzeitin der Fruchtfliege besteht aus drei Larven Häutungen , gefolgt von einer Phase, in der wandernden Larven verlassen die Nahrung und die Suche nach einem Ort , um Metamorphose in einem Stadium, genannt Puparium beginnen. Das Forschungsteam auf diese so genannten Entwicklungsereignisse konzentriert zu untersuchen, wie die Entwicklung der Flügel ist mit dem ganzen Körper der Fruchtfliege Larven koordiniert.
Die Forscher analysierten zunächst die Expression von sechs in der Entwicklung der Flügel in normalen Wachstumsbedingungen , dh bei einer Temperatur von 25 ° C beteiligten Gene und generiert eine detaillierte Inszenierung Schema . Anschließend änderte die Forscher die Temperatur auf die Wachstumsbedingungen der Larven beeinflussen und analysiert die Rate der Flügelentwicklungim Vergleich zur Ganzkörper- Entwicklung. Es ist bekannt , dass Fliegen wachsen bei höheren Temperaturen schneller und wachsen bei niedrigeren Temperaturen langsamer . Allerdings beobachteten die Forscher , dass die Entwicklung der Flügel war langsamer bei 29ºC , verglichen mit Fliegen wachsenden unter normalen Bedingungen oder Fliegen wachsen 18ºC . "Dieses Ergebnis hat uns überrascht , wie wir deutlich beobachten konnte eine Verzögerung bei der Entwicklung dieser Flügel in wandernde Larven , aber ihre Progression beschleunigte sich gegen Stadium Puparium . Dies bedeutet, dass Entwicklung zeigt, Variabilität in seinem Fortschreiten , aber konvergiert am Meilenstein Puparium " , erklärt Marisa Oliveira , Erstautor der Studie .
Als nächstes modifiziert Forscher die Larven Physiologie durch Eingriffe in das Hormon Ecdyson , die die verschiedenen Entwicklungsereignisse in den Larven , wie Wandern und Puparium regelt . Ähnlich wie bei den Temperaturmanipulationen, wenn sie den Zeitpunkt der Ecdyson -Synthese verändert , stellten sie fest , daß die Flügel zuerst langsam entwickelt, aber ihre Entwicklung beschleunigt , die Koordinierung auf der Stufe der Puparium erzielen.
Diese Ergebnisse unterstützen die von dieser Arbeitsgruppe vorgeschlagene Hypothese , dass die Entwicklung der Flügel , in der Fruchtfliege , mit der Ganzkörper- Entwicklung auf zwei Meilensteine ausgerichtet : Mauser und Puparium .
Marisa Oliveira kommt zu dem Schluss : " Mit dieser Arbeit schlagen wir ein neues Paradigma für das Nachdenken über Organ - Orgel und Orgel - Körper-Koordination bei der Entwicklung Wir schlagen vor, dass Organismen erreicht diese Koordinierung nicht kontinuierlich, sondern eher durch diskrete Kommunikation auf Meilensteine der Entwicklung ausgerichtet. " .
Christen Mirth fügt hinzu: " Die nächste Herausforderung ist es, die Natur dieser Mitteilung an Meilensteine zu verstehen. "