Cranial neural crest, head and shoulder mesoderm development in Australian lungfish and amphibians

• Applicant: Professor Dr. Lennart Olsson
• Subject Area: Evolutionary Cell and Developmental Biology (Zoology)
• Term: from 2001 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5354107

In der Evolution der Wirbeltiere wurde der Kopf in verschiedenen Taxa zum Teil erheblich verändert. Merkmale des Cranium unterlagen verschiedenen adaptiven Transformationen. Dieser Vielfalt entgegen steht ein angeblich konservatives Muster in der embryonalen Anlage von Neuralleiste und Mesoderm. Tatsächlich sind aber die embryonalen Metamerien in der Anlage des Kopfes und ihre weitere Differenzierung nur bei einzelnen "Modellorganismen" im Detail untersucht. Wir untersuchen auf phylogenetischer Grundlage die Kopfentwicklung verschiedener Arten, die für den Übergang Wasser-Land in der Evolution der Wirbeltiere stehen und experimentell zugänglich sind (Lungenfisch, Axolotl, versch. Froschlurche). Anhand einer detaillierten morphologischen Erfassung (REM, LM, KLM, Immunohistochemie, 3D-R) werden verschiedene experimentelle Verfahren eingesetzt (Extirpation, In-vivo-Markierung), um das Schicksal von Neuralleisten- und Mesoderm-Zellpopulationen zu verfolgen. Wir werden damit eine Reihe von Fragen beantworten können: 1) Wie werden die Entwicklungsprozesse in der Evolution verändert, um die beobachteten morphologischen Innovationen zu generieren?; 2) Wie eindeutig sind die "segmentalen" Zuordnungen metamerer Anlagen (Rhombomeren, Somitomeren, Neuralleistenströme, Kopfnerven, Branchiomerie) im Vergleich der Taxa?; 3) Ist "cryptic compartmentalization" ein generelles Prinzip in der Kopfbildung?; 4) Wieviel interspezifische Variation in Struktur- und Zeitmustern der Kopfdifferenzierung gibt es in den untersuchten Arten? Frühere Homologiehypothesen und hypothetisierte evolutive Transformationen werden mit den neu gewonnenen entwicklungsbiologische Befunden einem Test unterzogen und es werden ggf. neue Hypothesen entwickelt. (p)

• DFG Programme: Research Grants