Die genetische Familie der Haliotidae – Hybridisierung, Fortpflanzungsisolation und sympatrische Artbildung

Geschrieben von Nigel Crompton

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Zusammenfassung:

Seeohren (Haliotidae) sind pflanzenfressende Meeresschnecken mit schönen Gehäusen oder Schalen und von großer wirtschaftlicher Bedeutung.  Das irisierende Perlmutt, mit dem das Gehäuse ausgestattet ist, wird von Materialwissenschaftlern intensiv erforscht mit dem Ziel, seine Struktur für den Einsatz in der Nanotechnologie nachzubauen. Das Fleisch der Seeohren ist seit langem eine überaus begehrte kulinarische Delikatesse. Seeohren sind Weichtiere und gehören zur Klasse der Gastropoden. Ihr einzigartiges Gehäuse mit seinem Bogen von Löchern (Trematabogen) ist ein sehr hervorstechendes Merkmal, durch das die Familie klar von anderen Schnecken abgegrenzt ist. Es wurden etwa 55 heute lebende Seeohren-Arten und 35 ausgestorbene Arten beschrieben. Überzeugende Bindeglieder im Fossilbericht, welche die Familie der Seeohren mit einer anderen Familie der Gastropoden verbinden könnten, wurden nicht entdeckt.

Die Wissenschaftler arbeiten daran, einen intrafamiliaren Stammbaum der Haliotidae aufzubauen. Das wird erschwert durch viele natürliche und künstliche interspezifische Hybriden, und diese liefern deutliche Hinweise auf einen einzigartigen, diskreten taxonomischen Status der Familie der Abalonen. Da Seeohren ablaichen, können Millionen von Spermien und Eiern gewonnen und für Untersuchungen der molekularen Mechanismen bei der Erkennung und Befruchtung der Gameten genutzt werden. Die Erforschung der Seeohren brachte wichtige neue Erkenntnisse über die Akrosomreaktion (Eindringen des Spermiums in die Eizelle) und deren Rolle bei der auf die eigene Art beschränkten Spermium-Ei-Erkennung. Die dabei erfolgende VERL-Lysin-Wechselwirkung zeigt, wie ein intrinsischer Mechanismus der Fortpflanzungsisolation die molekulare Basis für sympatrische Artbildung bildet, also Artbildung ohne physische Trennung. Ähnliche Strategien finden sich bei vielen anderen Eukaryonten und ergänzen die Meiose beim Prozess der Artbildung. Die Seeohren zeigen somit in besonderer Weise, durch welche Mechanismen sympatrische Artbildung möglich ist, ein Vorgang, dessen Existenz lange Zeit weithin bestritten wurde.

Abstract in English (via DeepL): The genetic family of Haliotidae – hybridization, reproductive isolation, and sympatric speciation
Ear shells (Haliotidae) are herbivorous marine snails with beautiful shells or casings and are of great economic importance. The iridescent mother-of-pearl that covers the shell is being intensively researched by materials scientists with the aim of replicating its structure for use in nanotechnology. The flesh of abalones has long been a highly sought-after culinary delicacy. Abalone are mollusks and belong to the class Gastropoda. Their unique shell with its arc of holes (tremata arc) is a very distinctive feature that clearly distinguishes the family from other snails. About 55 living abalone species and 35 extinct species have been described. No convincing links in the fossil record that could connect the abalone family to another gastropod family have been discovered.
Scientists are working to construct an intrafamilial tree of the Haliotidae. This is complicated by many natural and artificial interspecific hybrids, which provide clear evidence of a unique, discrete taxonomic status for the abalone family. Since abalones spawn, millions of sperm and eggs can be obtained and used to study the molecular mechanisms involved in gamete recognition and fertilization. Research on abalones has yielded important new insights into the acrosome reaction (penetration of the egg by the sperm) and its role in species-specific sperm-egg recognition. The resulting VERL lysine interaction shows how an intrinsic mechanism of reproductive isolation forms the molecular basis for sympatric speciation, i.e., speciation without physical separation. Similar strategies are found in many other eukaryotes and complement meiosis in the process of speciation. Limpets thus demonstrate in a special way the mechanisms that make sympatric speciation possible, a process whose existence was long disputed.

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