Evolution zum Läufer - Warum das Rind nur zwei Zehen hat

Basel (APA/sda) - Die Zehen von Paarhufern wie Rindern, Schweinen oder Flusspferden sind an ganz unterschiedliche Lebensräume angepasst. Wie es im Lauf der Evolution vor sich ging, dass der Grundbauplan von fünf auf nur zwei Zehen schrumpfte, konnten nun Forscher aus Basel, Genf und Lausanne klären.

Frühe Paarhufer besaßen noch Füße mit fünf Zehen, wie fossile Funde belegen - wie Mäuse und Menschen. Heute haben Flusspferde vier Zehen, bei Schweinen ist die zweite und fünfte Zehe nach hinten gerichtet, wie die Uni Basel am Donnerstag in einer Mitteilung schrieb. Bei Rindern sind die zwei mittleren Zehen symmetrisch verlängert und zu Hufen verdickt - perfekt, um über Grasland zu rennen.

In der Embryonalentwicklung finden Reduktionen bei Gliedmaßen oft durch kontrollierten Zelltod statt - etwa bei der Bildung der Finger des Menschen, wo die Zellen dazwischen (die „Schwimmhäute“) absterben. Das Team um Rolf Zeller von der Universität Basel konnte nun nachweisen, dass dies bei Rinderzehen nicht der Fall ist.

Die Forscher verglichen die genetischen Steuerungsmechanismen von Rinder- und Mäuseembryonen. Es zeigte sich, dass die Erzeugnisse sogenannter Hox-Gene, die essenziell für die Bildung der Körpergestalt sind, bei Mäuseembryonen in den Anlagen der Gliedmaßen asymmetrisch, beim Rind jedoch symmetrisch verteilt werden, wie das Team im Fachjournal „Nature“ berichtet.

Die Ursache für diesen frühen Verlust der Asymmetrie konnten die Forscher ebenfalls nachweisen: In Rinderembryonen ist ein Genschalter so verändert, dass in den Zellen des Zehenskeletts eine bestimmte Andockstelle für ein Signal fehlt, das die Bildung von fünf Zehen auslöst.

Damit konnten die Wissenschafter auf molekularer Ebene einen Teil des Rätsels lüften, wie sich die Gliedmaßen von Paarhufern vor etwa 55 Millionen Jahren von denen anderer Säugetiere zu unterscheiden begannen. Evolutionsbiologen gehen davon aus, dass sich die Rinder auf diese Weise an die Ausbreitung von Grasländern angepasst haben, auf denen ihnen große, schnelle Raubtiere nachjagten.

An der Arbeit waren auch Forscher der Universität Genf, der ETH Lausanne, des Schweizerischen Instituts für Bioinformatik in Lausanne, sowie französische und US-Kollegen beteiligt.