In den Florida Keys, im alten Haus von Ernest Hemingway, gibt es eine ganze Kolonie von Katzen mit zu vielen Zehen. Die Geschichte besagt, dass Hemingway einst von einem alten Seekapitän eine sechszehige Katze namens Schneewittchen oder vielleicht Schneeball geschenkt bekam – die Details sind etwas lückenhaft.
Die sechszehigen Nachkommen dieser Katze streifen nun frei auf dem Anwesen herum. Diese Geschichte ist so weit verbreitet, dass Katzen mit zusätzlichen Zehen oft als Hemingway-Katzen bezeichnet werden. Aber die ausgefallenen FÃ?sse dieser Katzen können uns auch etwas lehren – Ã?ber die Gene, die unseren Körper ausmachen, und darÃ?ber, wie sie Ã?ber Generationen hinweg weitergegeben werden.
Die wissenschaftliche Bezeichnung fÃ?r zu viele Finger oder Zehen ist Polydaktylie, eine Kombination aus zwei griechischen Wörtern: poly, das bedeutet viele, und dactylos, das bedeutet Zehen. Nicht nur Katzen können zu viele Zehen haben. Polydaktylie kann bei einer Vielzahl von Wirbeltieren auftreten, z. B. bei Hühnern, Hunden, Meerschweinchen und Mäusen
und auch bei Menschen, wie dem Mörder von Inigo Montoyas Vater. Obwohl viele Arten davon betroffen sind, ist es immer noch ziemlich selten – obwohl in den meisten FÃ?llen sechs Finger durch ein dominantes Allel gesteuert werden. Ein Allel oder eine Version eines Gens ist dominant, wenn es nur in einer Kopie in Ihren Zellen vorhanden sein muss, damit die damit verbundenen Merkmale erkennbar sind.
Sie haben also sechs Finger an Ihrer rechten Hand? Nein? Okay, bereiten Sie sich nicht auf den Tod vor, schätze ich.
Nur weil ein Gen dominant ist, bedeutet das nicht unbedingt, dass es häufig vorkommt. Es ist viel komplizierter als das. Die Entwicklung komplexer Organismen wie uns, die Finger haben, beginnt mit einer Zelle: einer Zygote.
Diese Zelle beginnt sich in weitere Zellen zu teilen, und an verschiedenen Punkten des Entwicklungsprozesses werden aus diesen Zellen Arme, Beine, ein Herz, ein Gehirn und alles andere. Dieser Prozess wird als zelluläre Differenzierung bezeichnet, und was aus den Zellen wird, wird von den Genen bestimmt. Wissenschaftler haben eines dieser wichtigen Entwicklungsgene erstmals in den 1980er Jahren im Rahmen von Studien zur Entwicklung von Fruchtfliegen charakterisiert.
Sie stellten fest, dass eine Gruppe von Fliegen mit einer bestimmten Mutation stämmig und mit stacheligen Ausstülpungen versehen war. Also nannten sie das Gen „Igel“, weil es die Fliegen ein bisschen wie Igel aussehen ließ. Und… Fliegenbiologen sind so, denke ich.
Spät in die 1990er Jahre, wo Forscher drei Versionen des Hedgehog-Gens in Säugetieren gefunden hatten – eine davon war Sonic Hedgehog. Ja, benannt nach diesem Sonic. Das Sonic-Hedgehog-Gen kodiert fÃ?r eine Art von Protein, das als Morphogen bekannt ist.
Ein Morphogen ist eine Art molekulares Signal, das an Zellen gesendet wird, um ihnen zu sagen, was sie werden sollen. Wenn eine Zelle das Vorhandensein von Sonic Hedgehog feststellt, wird eine komplexe Kette von molekularen Ereignissen ausgelöst, die schließlich zu Veränderungen in der Ausprägung der Gene dieser Zelle führen. Wie eine Zelle auf das Signal von Sonic Hedgehog reagiert, hängt davon ab, wie viel von dem Protein sie erkennt.
Das kann zu komplexen Mustern führen, wie unsere Finger und Zehen. Unsere Hände und Füße beginnen als ein Klumpen Gewebe, der Gliederknospe genannt wird. Sonic Hedgehog ist vor allem in einem Bereich auf einer Seite dieses Zellklumpens konzentriert, während es zum anderen Ende hin weniger davon gibt.
Ein Gewebebereich, in dem viel Sonic Hedgehog erkannt wird, wird zu einem kleinen Finger; wenn gar kein Sonic Hedgehog erkannt wird, entsteht ein Daumen. Wenn jedoch zu viel von diesem Signal an der falschen Stelle vorhanden ist, entwickeln sich andere Finger – und so kommt es zur Polydaktylie. So kann eine Mutation, die Polydaktylie verursacht, dominant sein:
Ein Bündel von Genen beeinflusst die Sonic-Idgehog-Signalisierung, und es braucht nur eine einzige fehlerhafte Kopie eines Gens, um Sonic-Idgehog dorthin zu bringen, wo es nicht hingehört. Je nachdem, wie viel Sonic Hedgehog vorhanden ist und wo, kann es zu unterschiedlichen Ergebnissen kommen. Wenn viel Sonic Hedgehog auf der Daumenseite der Hand vorhanden ist, kann das zur Entwicklung von zwei Daumen führen.
Katzen mit zusätzlichen Daumen: ihre einzige Schwäche, gelöst. Kein Dosenöffner ist sicher. Es gibt noch eine Handvoll anderer Formen von Polydaktylie, die von einer Handvoll verschiedener Gene beeinflusst werden, sowie die so genannte Syndaktylie, bei der ein Mangel an Sonic Hedgehog-Signalen zu verschmolzenen Fingern und Zehen führt.
Für die Entwicklung ist das Zusammenspiel einer ganzen Reihe von Genen erforderlich, und eine einzige Mutation kann ausreichen, um Sonic Hedgehog völlig aus dem Gleichgewicht zu bringen. Das zeigt, dass der Bau eines Menschen – oder einer Katze – eine ziemlich beeindruckende Leistung der Zellbildhauerei ist. Vielen Dank, dass Sie sich diese Folge von SciShow angesehen haben, und vielen Dank an unsere lieben Gönner, die uns bei allem, was wir tun, unterstÃŒtzen.
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