Im gesamten Tierreich hat die Evolution unzählige Möglichkeiten für Organismen entwickelt, sich vor Raubtieren, Konkurrenten und ihrer Umwelt zu schützen. Das Aufkommen harter, biomineralisierter Schalen – Schalen aus Mineralien, die aus der Umwelt gewonnen und durch biologische Verfahren rekonstituiert wurden — ist eine wichtige Entwicklung in der Evolution des Lebens auf der Erde.
Die meiste Biomineralisierung kommt in verschiedenen Geschmacksrichtungen von Calciumcarbonat vor – die Schalen von Mollusken, die harten Teile von Korallen, die Teile von Kieselalgen und anderem Zooplankton, sogar menschliche Knochen. Im Meerwasser löslich und in lebenden Organismen relativ leicht zu mobilisieren, verbindet sich Calciumcarbonat mit lebendem Gewebe zu starken, strapazierfähigen, ständig wachsenden Strukturen. Aber es gibt einen Organismus, der entschieden hat, dass Calciumcarbonat nicht genug ist und stattdessen seine Schalen aus einem viel härteren Material geschmiedet hat – Chrysomallon squamiferum, die schuppige Schnecke mit einer Schale aus Eisen.
Eine neue Studie von Forschern aus China, Japan, Irland, Deutschland und Mauritius enthüllt das Genom der schuppigen Schnecke mit Schwerpunkt auf Genen, die die Biomineralisierung regulieren. Obwohl der Prozess der Bildung einer Schale aus Eisen, soweit wir wissen, einzigartig unter den schalenbildenden Tieren ist, sind die Gene, die diesen Prozess steuern, uralt. Anstatt neue Gene zu entwickeln, um den Niederschlag und die Biomineralisierung von Eisen zu kontrollieren, verwendet die schuppige Fußschnecke ein Toolkit, das vielen schalenbildenden Arten zur Verfügung steht. Es ist die Expression vorhandener, gemeinsamer Biomineralisierungsgene, die der Eisenschnecke ihre Rüstung verleihen.
Wie sich diese Genexpression in eisenangereicherte Platten übersetzt, ist ein weiteres Rätsel, das kürzlich enthüllt wurde. In einer anderen Studie, die Ende letzten Jahres von vielen der gleichen Autoren veröffentlicht wurde, wurde der Mechanismus, durch den Eisennanopartikel in den schuppigen Fuß der schuppigen Schnecke eingebaut werden, weiter erforscht. Schwefel wird durch Kanäle in der Waage transportiert, wo er mit eisenangereichertem Meerwasser zu Eisensulfidschichten reagiert. Seltsamerweise haben sich diese eisenreichen Platten möglicherweise entwickelt, um die Schwefelansammlung zu vermitteln, und nicht zum Schutz.
Obwohl die Wolke einer hydrothermalen Entlüftung unglaublich heiß sein kann, liegt das umgebende Wasser kaum über der Umgebungstemperatur. Der Prozess der Anhäufung von Eisen-Nanopartikeln bei niedrigen Temperaturen könnte einen erheblichen Nutzen für die Herstellung in vielen Branchen bieten.
Während die schuppige Schnecke zu einer Botschafterart für Organisationen geworden ist, die sich für den Schutz der Tiefsee vor menschlichen Einflüssen einsetzen, könnte sie genauso gut als Maskottchen für den Tiefseebergbau dienen. Schließlich hat Chrysomallon squamiferum schon länger Schwermetalle aus Massivsulfiden am Meeresboden gewonnen und raffiniert, als wir wussten, dass es hydrothermale Quellen gab.
Ausgewähltes Bild: Genom der Schuppenfußschnecke. Bild von Sun et al. 2020.