 Das Verdauungssystem der Trilobiten - Controls on Gut Phosphatisation |
Jens 
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| Das Verdauungssystem der Trilobiten - Controls on Gut Phosphatisation |
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Hallo allerseits,
es gibt Neuigkeiten aus der Trilobitenforschung. Rudy Lerosey-Aubril hat zusammen mit weiteren Kooaturen, darunter auch Enrico Bonini und Carlo Kier vom "Back to the Past Museum" eine Studie zum Verdauungstrakt von mittelkambrischen Trilobiten aus der Marjum Formation vorgelegt.
Von dort sind durch Sammler in den letzten Jahren einige Funde von Trilobiten mit einem phosphatisch erhaltenen "Verdauungstrakt" bekannt geworden. Dies wurde nun genauer untersucht und eine interessante Hypothese zur Calziumphosphat-Speicherung vor der Häutung im Verdauungstrakt vorgestellt.
Hier erstmal Infos generell zu internen Morphologie von Trilobiten auf der Seite von Sam Gon:
http://www.trilobites.info/trilointernal.htm
dort wird auch ein imposantes Beispiel eines Trilobiten (Selenocoryphe platyura) aus derselben Lokalität in Utah gezeigt:
Ich wusste zwar, dass Rudy an dem Thema dran ist, er hat ja auf der Trilobitentagung in Frankfurt schon einen Einblick dazu gegeben, aber nun ist das Paper veröffentlicht (was ich nicht wusste), denn ich habe es erst gerade durch einen Beitrag von Thomas im Steinkern-Forum heute mitgekommen und möchte die Gelegenheit nutzen, das ganze hier nun auch vorstellen.
Hier ist die Pressemitteilung zum Thema:
http://idw-online.de/de/news468027
Spannend ist auch, dass die Wissenschafter verstellen mussten, dass die interne Anatomie komplexer ist, als anfangs vermutet und dass sie eine neues, rätselhaftes Organ im Hinterleib eines der untersuchten Trilobitenexemplare gefunden haben.
Controls on Gut Phosphatisation: The Trilobites from the Weeks Formation Lagerstätte (Cambrian; Utah)
http://www.plosone.org/article/info%3Ado...al.pone.0032934
Abstract
Despite being internal organs, digestive structures are frequently preserved in Cambrian Lagerstätten. However, the reasons for their fossilisation and their biological implications remain to be thoroughly explored. This is particularly true with arthropods – typically the most diverse fossilised organisms in Cambrian ecosystems – where digestive structures represent an as-yet underexploited alternative to appendage morphology for inferences on their biology. Here we describe the phosphatised digestive structures of three trilobite species from the Cambrian Weeks Formation Lagerstätte (Utah). Their exquisite, three-dimensional preservation reveals unique details on trilobite internal anatomy, such as the position of the mouth and the absence of a differentiated crop. In addition, the presence of paired pygidial organs of an unknown function is reported for the first time. This exceptional material enables exploration of the relationships between gut phosphatisation and the biology of organisms. Indeed, soft-tissue preservation is unusual in these fossils as it is restricted to the digestive structures, which indicates that the gut played a central role in its own phosphatisation. We hypothesize that the gut provided a microenvironment where special conditions could develop and harboured a source of phosphorus. The fact that gut phosphatization has almost exclusively been observed in arthropods could be explained by their uncommon ability to store ions (including phosphorous) in their digestive tissues. However, in some specimens from the Weeks Formation, the phosphatisation extends to the entire digestive system, suggesting that trilobites might have had some biological particularities not observed in modern arthropods. We speculate that one of them might have been an increased capacity for ion storage in the gut tissues, related to the moulting of their heavily-mineralised carapace.
http://www.plosone.org/article/info%3Ado...al.pone.0032934
Der Artikel wurde frei verfügbar publziert, das PDF ist also über den obigen Link erreichbar. Eine spannende Arbeit und Glückwunsch an die beteiligten Kollegen;-)
Hier ein paar Bilder verlinkt aus der Pressemitteilung:
Trilobit Meniscopsia beebei aus dem mittleren Kambrium mit außergewöhnlich gut erhaltenem Verdauungsapparat
© Senckenberg
 hier die Großaufnahme des phosphatisierten Darms eines Trilobiten
© Senckenberg
lg,
Jens
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16.03.2012 10:11 |
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Andries
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Supi, endlich ist das Paper veroeffentlich.
Habe schon fast ein Jahr darauf gewartet, aber leider gab es immer wieder kleine Verzoegerungen.
Es sit schoen, dass Rudy und Co dafuer gesorgt haben, dass dieses PDF frei verfuegbar gemacht wurde.
Ich bin mir sicher, dass dieses Paper ein weiteres Puzzelstuck zu allgemeinverstaendnis zu unsere Leiblinge liefert. 
Auch die allgemeine Presse hat das Thema aufgegriffen.
Da soll doch mal einer sagen, dass Trilobiten nicht interessant sein koennen. 
gmx/themen/wissen
Zu den raetselhaften Organen kann ich nur sagen, dass man Anzeichen dieser Organe bei mehrere Arten, Gattungen und Epochen gefunden hat.
Jedoch laesst sich nur mutmassen um was es sich dabei handelt.
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16.03.2012 14:07 |
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Jens
Moderator
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Hi Andries,
ist eine wichtige Arbeit und Rudy hat sie denke ich gut vermarktet. Ist auch wichtig, dass sie öffentlich zugänglich ist, was man sich ja für alle wissenschaftlichen Papers wünschen würde;-)
Wird übrigens heute auch bei scieneXX.de besprochen:
http://www.scinexx.de/wissen-aktuell-14570-2012-03-16.html
Die Sache mit diesem speziellem Organ am Pygidium ist auf eine wichtige Sache, mal sehen was da noch rauskommt.
Habe doch mal vor ner Weile bei einem Vortrag auf der 1. Trilobitentagung in Berlin ein zerbissenes Illaenus-Pygidium vorgestellt, wo in der Schale über diesem Bereich (wo das paarige Organ gesessen hat) jeweils 2 grosse runde Flecken, gebildet aus braunen Poren (Farbpigmente), zu sehen waren.
Bin jedenfalls gespannt, was da in nächster Zeit noch rausgefunden wird.
lg,
Jens
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16.03.2012 14:21 |
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Andries
Inner Circle
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Hi Jens,
bisher ist es schwierig zu sagen, was das fuer Organe sind.
Interessant ist, dass Rudy mittlerweile mehrere Trilobiten aus den unterschiedlichsten Epochen und Gegenden hat, die dieses Phaenomene zeigen.
Er hat einige Ideeen und versucht nun aus das ihm vorliegende Material heraus zu finden, was es ist und welche funktion es erfuellt hat.
Ich bin froh, dass Rudy die Sache beherzt und sorgfaeltig an geht und hoffentlich bald mal ein weiteren Paper zu dieses Thema vorstellen wird.
Einfach wird es nicht, da man nicht nur wild drauf los spekulieren kann, sondern es sollte schon was vernuenftiges sein.
Falls Du noch die Bilder vom Illaenus hast, schick sie doch mal Rudy zu.
Je mehr Material er hat, desto eher kann man eine klare Aussage machen.
lg, Andries
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16.03.2012 14:32 |
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Jens
Moderator
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Jup, habe ich gemacht, mal sehen was er dazu sagt;-)
lg,
Jens
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16.03.2012 15:45 |
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drongen
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Sehr interessantes Paper. Absolut TOP !
Peter
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16.03.2012 20:00 |
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Jens
Moderator
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Hi Ems,
interessanter Ansatz. Muss ich mal drüber nachdenken. Melde mich aber erst morgen, jetzt ist leider keine Zeit.
lg,
Jens
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29.03.2012 16:25 |
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Jens
Moderator
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| Zitat: |
Original von ems
Nur eines kann ich nicht nachvollziehen:
Es wird angenommen, dass die so erhaltenen Trilobiten möglicherweise Individuen kurz vor der Häutung darstellen sollen.
Wäre es nicht logischer, dass diese ein Stadium kurz nach der Häutung repräsentieren?! - nämlich dann, wenn sich der Panzer noch nicht vollständig etabliert hatte?! |
Ich bin mir nicht sicher, ob es logischer wäre. Gesetzt den Fall, dass bei der Häutung von Trilobiten es ähnlich abläuft wie bei rezenten Arthropoden (s. Link, Bsp. Flusskrebs), bei denen kurz vor der Häutung einiges an Chitin resorbiert wird.
http://rd.springer.com/article/10.1007/BF00298140#
Die Häutung ist eine komplexe Geschichte. Erst hungert der Flusskrebs und dann baut er durch Resorption Chitinreserven auf, die nach der Häutung für die Abscheidung neuen Chitins genutzt werden, aber auch als Energiereserve dienen.
Aber kann man das Beispiel auch auf Trilobiten übertragen, die ja einen Kalzitpanzer hatten? Nun, die Thematik berührt jetzt ein Forschungsthema mit dem sich momentan Michael Zwanzig beschäftigt. Ich kann hier leider nicht alles ausplaudern, aber es geht um organische Schichten bei Trilobiten und somit um die mögliche Präsenz von Chitin im und auf dem Trilobitenpanzer. Es sieht so aus, als sei die Trilobitenschale ein komplexes Mehrschichtsystem, bestehend aus organischen Lagen und Kalzitschichten.
Eine Resorption von Chitinbestandteilen vor der Häutung, verbunden mit Hungern, um den Weichkörper etwas schrumpfen zu lassen, damit er besser aus der Schale oder Stacheln rauskommt, zusammen mit möglichst vielen eingelagerten Reserven für eine schnelle Neubildung der Schale sind hier eine wichtige Voraussetzung.
| Zitat: |
Man kann sich vorstellen, dass sich durch den deshalb noch dünnen Panzer der gerade noch prall mit den "Bausteinen" für dessen schnellstmögliche Wiederherstellung gefüllte Verdauungstrakt erkennen lässt.
Hätte vor der Häutung eine so starke Resorption der Panzerbestandteile (oder wie sollte ich das verstehen?) stattgefunden, wie beschrieben, ließe sich das dann nicht möglicherweise auch an den Häutungsresten feststellen? Gäbe es dann überhaupt so viele davon in der Art, wie wir sie allgemein finden?
Gruß, Mirco |
Nun, wann auch immer Exemplare mit erhaltenen phosphatisiertem Verdauungstrakt gestorben sind, es macht schon Sinn, dass es kurz vor oder kurz nach der Häutung gewesen sein sollte. Einzige Möglichkeit das davor oder danach abzuwägen, wäre die Schalendicke zu messen. Frisch gehäutete Exemplare sind ja extrem dünnschalig. Das müsste ja zu sehen sein. Wie es sich nun bei den vorgestellten Beispielen verhält, müsste man allerdings noch nachprüfen;-)
Zur Frage der Resorption, ich denke es gibt da einen Denkfehler, nicht der Kalk der Schale wird resorbiert sondern die Organik. Gelösten Kalk gibt es im Meerwasser ausreichend, aber Polysaccharide müssen erst aufwendig synthetisiert werden, dafür braucht man Nahrung, aber im Butterkrebsstadium ist es besser sich zu verstecken, da der Panzer sehr anfällig ist.
Ich stelle mir die Häutung so vor. Ähnlich wie beim Flusskrebs werden erstmal wichtige organische Bestandteile der Schale resorbiert. Vielleicht entstanden dadurch Hohlräume in der Schale, die uns aber später kaum auffallen, weil diese mit sekundärem Kalzitzement verfüllt sein dürften. Wir wissen, dass nach der Häutung eine beträchtliche Grössenzunahme erfolgt, meine bis zu einem Drittel der ursprünglichen Körperlänge mal gelesen zu haben, also auf jedenfall ein beträchtlicher Prozentsatz an Grössenzunahme. Wie schafft es aber der Trilobit eine stabile Schale innerhalb kurzer Zeit aufzubauen. Mag es da nicht eine vorläufige Chitinschale gegeben haben, die sich sehr schnell aus den Reserven ausscheiden lässt und die auch fix aushärtet und unter der dann Schicht für Schicht Kalzitlagen dann ausgeschieden werden? Die Wahrscheinlichkeit, dass chitinige Partien existiert haben ist hoch, denn der gemeinsame Vorfahre von Trilobiten und restliche Arthropoden hatte eine chitin-haltige Schale, warum nicht auch Trilobiten. Ein dünne Schicht würde ja reichen und zudem auch als Säureschutz funktionieren.
Jedenfalls gibt es spannende Hinweise, dass es sowas bei Trilos gegeben hat. Danke an Michael fürs vorstellen der Ergebnisse.
Mal sehen was ihr zum Thema meint.
@Hervé:
Your Geesops is a very interesting specimen. I never heard of a finding like that. The empty space should really belong to the digestive system. This specimen is worth for a scientific investigation. For me its interesting that the canal and the probable stomach is completly empty. No filling with calcite nor sediment. May be, that place was filled with organic material (food), which is gone after the death.
Really stunnig specimen. Thanks a lot for sharing.
regards,
Jens
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30.03.2012 20:52 |
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Michael
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Hi ihr,
wie Jens vorgeschlagen hat, stelle ich hier auch nochmal ein neues paper über Trilobiten mit erhaltenem Verdauungstrakt, hier 2 Exemplare aus der Oberordovizischen Letna- Formation, Tschechien zur Diskussion rein:
http://www.geology.cz/bulletin/fulltext/1329_Fatka.pdf
Viel Spaß beim "Verdauen" des Lesestoffes... 
lg
Micha
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11.12.2012 11:11 |
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Rudolf
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| Verdauungstrakt bei Trilos aus dem HSS |
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Soweit mir bekannt gibt es eine Arbeit über den Verdauungstrakt bei HSS Trilos. klaus müßte die Arbeit in kopie haben.Ich weis nicht mehr von wehm die Arbeit war ich glaube Berström?
Viele liebe Grüße
Rudolf
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Der Klügere gibt nach führt zu einer Regierung von Dummköpfen
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11.12.2012 20:00 |
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