Können Mollusken Knochen unabhängig entwickeln?

Wenn man an einen geschälten Kopffüßer denkt, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass einem zuerst die Ammoniten in den Sinn kommen. Sie waren eine der Erfolgsgeschichten der Evolution, die vor 400 bis 66 Millionen Jahren florierte. Warum sie ausgestorben sind, ist immer noch Gegenstand vieler Debatten, aber einige Theorien wurden in Betracht gezogen:

  • Ammoniten begannen ihr Leben als planktonische Larven. Wenn sie also ausstarben, bevor sie das Erwachsenenalter erreichten, wäre die Art dem Untergang geweiht.
  • Ammoniten selbst waren Planktivoren, und als ein entscheidendes Element des marinen Nahrungsnetzes zusammenbrach, verhungerten sie einfach.
  • Ihre Schalen bestanden aus Kalziumkarbonat, das anfällig für Ozeanversauerung war, was genau passiert sein könnte, als der Chicxulub-Impaktor vor 66 Millionen Jahren auf den schwefel- und kohlenstoffreichen Golf von Mexiko schlug.

Letzteres ist vielleicht das unwahrscheinlichste, da es nicht erklärt, warum der Nautilus der einzige geschälte Kopffüßer auf der Erde ist, aber die Ozeanversauerung IST ein Problem, mit dem viele der heutigen Muscheln konfrontiert sind, da ihre Schalen aus Kalziumkarbonat bestehen. Da die Ozeane immer saurer werden, werden ihre Schalen gefressen und ausgedünnt.

Es gibt noch einen weiteren Aspekt in der Gleichung dieser Frage. Bisher ist Knochen ein organisches Material, das für die Mehrheit nur eines Stammes, der Chordaten, einzigartig ist. Aber woraus besteht Knochen?

Knochen sind nicht einheitlich fest, sondern bestehen aus einer flexiblen Matrix (ca. 30 %) und gebundenen Mineralien (ca. 70 %), die von einer Gruppe spezialisierter Knochenzellen kompliziert verwoben und endlos umgebaut werden. Ihre einzigartige Zusammensetzung und ihr Design ermöglichen es, dass Knochen relativ hart und stark sind, während sie leicht bleiben.

Die Knochenmatrix besteht zu 90 bis 95 % aus elastischen Kollagenfasern, auch Ossein genannt, der Rest ist Grundsubstanz. Die Elastizität von Kollagen verbessert die Bruchfestigkeit. Die Matrix wird durch die Bindung des anorganischen Mineralsalzes Calciumphosphat in einer als Calciumhydroxylapatit bekannten chemischen Anordnung gehärtet. Es ist die Knochenmineralisierung, die den Knochen Steifigkeit verleiht.

Knochen werden während des gesamten Lebens von speziellen Knochenzellen, die als Osteoblasten und Osteoklasten bekannt sind, aktiv aufgebaut und umgebaut. Innerhalb jedes einzelnen Knochens ist das Gewebe in zwei Hauptmuster verwoben, bekannter kortikaler und spongiöser Knochen, und jedes mit unterschiedlichem Aussehen und unterschiedlichen Eigenschaften.

Beachten Sie, dass Kalziumkarbonat in diesem Blockzitat nicht erwähnt wird, daher lautet die allgemeine Frage: Könnte eine Molluske – sei es ein Kopffüßer oder eine Muschel – auf einer alternativen Erde, auf der ein Massensterben mit der Versauerung der Ozeane einhergeht, eine Knochenschale unabhängig von Akkordaten entwickeln?

Lassen Sie mich klarstellen - Sie möchten eine EXTERNE Schale mit einer ähnlichen Zusammensetzung wie der Knochen von Wirbeltieren?
Vielleicht möchten Sie sich dieses Papier ansehen, das erklärt, warum Chordaten Calciumphosphat anstelle von Calciumcarbonat verwenden: jstor.org/stable/2409087?seq=1#page_scan_tab_contents
@Alexander Du hast es richtig erklärt.
Nur um das klarzustellen: Wir haben einen gemeinsamen Vorfahren mit diesen mehrarmigen Kerlen, also wenn wir Knochen entwickelt haben, können sie das auch. Könnte aber ein paar hundert Millionen Jahre dauern.

Antworten (2)

Könnte ein Weichtier – sei es ein Kopffüßer oder eine Muschel – unabhängig von Akkordaten einen Knochenpanzer entwickeln?

Hier verstehe ich "Knochen" allgemeiner - wenn der einzige Knochen ein Akkordatknochen ist, können Nicht-Akkordate ihn per Definition nicht haben. Aber wenn Knochen eine durch Calciumphosphatmineralisierung gehärtete organische Matrix bedeutet, könnten Weichtiere das definitiv haben.

Krebstiere haben es. Sie verwenden es für ihre Kiefer und Zähne.

Die Calciumphosphatmineralisierung wird in großem Umfang in Krustentiermandibeln angewendet

Krebstiere haben, wie die meisten mineralisierten Wirbellosen, eine Calciumcarbonat-Mineralisierung zur Verstärkung des Skeletts angenommen. Hier zeigen wir, dass sich ein Großteil der Krebstierklasse Malacostraca (zu der Hummer, Krebse, Garnelen und Garnelen gehören) in Richtung der Bildung von Calciumphosphat als Hauptmineral an bestimmten Stellen der Unterkieferzähne verlagert hat. In diesen Strukturen wird Calciumphosphat nicht nur gemeinsam mit dem Bulk-Calciumcarbonat ausgefällt, sondern erzeugt vielmehr spezialisierte Strukturen, in denen eine Schicht aus Calciumphosphat, häufig in Form von kristallinem Fluorapatit, über einem kalkhaltigen „Kiefer“ angebracht ist.

Die Krebstiere beginnen mit einem Standard-Arthropoden-Exoskelett und härten es dann mit Kalziumsalzen für eine lange Lebensdauer. Das Exoskelett der Arthropoden basiert auf dem Makromolekül Chitin.

Weichtiere haben Chitin und wie die Krebstiere verkalken sie es auch für Stärke und Härte. Wie die Curstaceen konvergiert dies auf Knochen.

Schnabel und Radula http://tolweb.org/treehouses/?treehouse_id=4225

Neuartige Gene, alte Gene und Gen-Co-Option trugen zur genetischen Grundlage der Radula bei, einer Mollusken-Innovation

Die koordinierte zyklische Sekretion der Zahnmatrix durch Gruppen von Odontoblasten bestimmt Größe und Form der sich entwickelnden Zähne (Kerth 1973; Mackenstedt und Märkel 1987). Die Zahnmatrix besteht hauptsächlich aus dicht gepackten Chitinfasern und bisher unerforschten nicht-chitinhaltigen Makromolekülen (Peters 1972; Sone et al. 2007). Mineralisierende Zellen des oberen Epithels integrieren organische und anorganische Verbindungen in die Matrix, um die Zähne zu härten und in einigen Fällen zu mineralisieren, wenn sie in Richtung Mundhöhle wandern

Diese Mineralisierung besteht auch aus Calciumphosphaten und -carbonaten. Es ist kein "Knochen", aber ich bin daran interessiert zu sehen, dass die Zellen, die es produzieren, "Odontoblasten" genannt werden - derselbe Name wie die Zellen, die unsere Zähne bilden. Es gibt keinen Grund, warum ein Organismus, der mineralisiertes Chitin für Schnabel und Zunge verwendet, nicht dasselbe Material für eine Schale verwenden könnte.

Können Sie? Technisch ja. Was Sie beschreiben, ist konvergente Evolution. Wenn zwei verschiedene Gruppen von Kreaturen jeweils zu einer ähnlichen Struktur von Vorfahren gelangen, die diese Eigenschaft nicht hatten.

Spekulationen darüber, was eine Molluske dazu bringen würde, knochenähnliche Schalen zu entwickeln, sind wahrscheinlich sehr weit gefasst. Aber es gibt viele Beispiele für konvergente Evolution.

Nehmen Sie zum Beispiel die Kolibri-Falkenmotte . Auf den ersten Blick könnte man es leicht mit einem Kolibri verwechseln. Es ist jedoch eine vollwertige Motte, ein Käfertyp und alles. Die ähnliche Struktur des schnellen Flügelschlagens und des langen Rüssels zum Sammeln von Nektar sind die konvergenten Teile dieses Evolutionspfades (der mit dem tatsächlichen vogelähnlichen Kolibri übereinstimmt).

"Käfertyp und alle" wirksam gegen Pflanzen, schwach gegen Feuer.
@Renan versteht es ;)
Können Mollusken Knochen unabhängig entwickeln?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v