#Erstaunlich gepanzerte Nager-Schwänze

Enzyklopädien sollten nun aktualisiert werden: Das Gürteltier ist nicht mehr das einzige bekannte Säugetier mit Knochenplatten in der Haut. Forscher haben sogenannte Osteoderme auch im Schwanz von Stachelmäusen nachgewiesen. Die ziegelsteinartigen Knochenstrukturen dienen dabei offenbar einem raffinierten Konzept, das den Nagern zur Flucht vor Angreifern verhelfen kann, sagen die Wissenschaftler.

Normalerweise ist bei Wirbeltieren nur das Skelett aus hartem Knochenmaterial aufgebaut. Doch einige Vertreter haben im Lauf der Evolution auch Knochenstrukturen hervorgebracht, die in der Lederhaut untergebracht sind. Einige Dinosaurierarten panzerten sich etwa durch diese sogenannten Osteoderme und auch bei heutigen Vertretern der Reptilen ist dieses Konzept recht häufig zu finden. Bei Vögeln sind die knöchernen Plättchen allerdings nicht belegt und was die heutigen Säugetiere betrifft, schien es bisher nur eine Ausnahme zu geben: Der Panzer von Gürteltieren ist aus Osteodermen aufgebaut. Andere harte Gebilde bei Vögeln und Säugetieren, wie etwa Schuppen, Hörner und Krallen, bestehen hingegen aus dem Horn-Baustoff Keratin.

Die Entdeckung des nun zweiten Beispiels für die speziellen Knochenstrukturen bei Säugern basiert auf einem Zufallsbefund im Rahmen eines wissenschaftlichen Großprojekts: Forscher scannten dabei 20.000 Museumsexemplare von verschiedenen Tierarten mittels Computertomographie, um hochauflösende anatomische Daten zu sammeln. So durchleuchtete Senior-Autor Edward Stanley von der University of Florida in Gainesville auch präparierte Stachelmäuse. Es handelt sich dabei um eine Gruppe von Nagetieren aus Afrika, die normalen Mäusen ähneln. Sie besitzen allerdings ungewöhnlich steife Haarstrukturen, was ihnen ihren Namen eingebracht hat.

Zufallsfund bei Museumsexemplaren

„Als ich Stachelmausexemplare aus dem Yale Peabody Museum scannte, fiel mir auf, dass die Schwänze ungewöhnlich dunkel aussahen“, berichtet Stanley. Er nahm zunächst an, dass die Färbung durch die Konservierung entstanden war. Doch als er die Röntgenbilder einige Tage später genauer analysierte, offenbarten sich Strukturen, die ihm bestens bekannt waren. „Ich habe mich lange mit der Entwicklung von Osteodermen bei Reptilien befasst. Nun zeigten die Scans dieser Mäuseschwänze ganz eindeutig, dass sie ebenfalls mit diesen Strukturen bedeckt sind,“ so der Forscher. Wie eine Art Ziegelsteinschicht unter der Hautoberfläche ummanteln sie demnach das Anhängsel der Mäuse. Die strukturellen Merkmale ähnelten deutlich denjenigen der Osteodermen von Gürteltieren. Anschließende Recherchen dokumentierten zudem, dass alle Vertreter der Stachelmäuse auf diese Weise ausgerüstet sind.

Die Entdeckung wirkt erstaunlich, denn diese Gruppe der Nager ist eigentlich bereits recht prominent – und zwar aufgrund einer skurrilen Eigenschaft: Ihre Haut löst sich bei etwa einem Viertel der Kraft vom Körper, die erforderlich ist, um die Haut einer gewöhnlichen Maus zu verletzen. Dieses Konzept dient den Nagern dazu, Fressfeinden zu entkommen. Denn in ihren Krallen bleiben dadurch manchmal nur Hautfetzen hängen – die Stachelmaus kann aber entwischen. Spannend ist zudem: Die entsprechenden Wunden heilen bei den Stachelmäusen doppelt so schnell wie bei ihren Verwandten. Den Grundlagen dieser Heilungsfähigkeit gehen Forscher momentan nach. „Stachelmäuse können Haut, Muskeln, Nerven, Rückenmark und vielleicht sogar Herzgewebe regenerieren. Deshalb halten wir sie zu Forschungszwecken“, sagt Erst-Autor Malcolm Maden von der University of Florida.

Teil einer skurrilen Überlebensstrategie

Dieser Umstand ermöglichte nun auch detaillierte Untersuchungen des Osteoderm-Befunds: Das Forscherteam ging durch RNA-Sequenzierungen der Frage nach, welche Gene der Bildung der Mausschwanz-Knochenplättchen zugrunde liegen. So zeigte sich, dass Keratin-Gene in den relevanten Gewebeschichten herunterreguliert werden, während knochenbildende Osteoblasten-Gene einschaltet werden. Offenbar kann eine Bildung von Knochenstrukturen in der Haut demnach bei Wirbeltieren relativ leicht etabliert werden – wenn es dafür einen Zweck gibt. Es zeichnet sich ab, dass sich die Anpassung bei verschiedenen Tiergruppen mehrmals unabhängig voneinander entwickelt hat und anschließend auch wieder verloren gehen konnte, sagen die Wissenschaftler.

Bleibt die Frage, welchen Zweck die Osteodermen im Fall der Stachelmaus-Schwänze erfüllen. Wie die Wissenschaftler erklären, dienen sie offenbar der leichten Ablösbarkeit der Haut am Schwanz dieser Nager – einer Strategie, die ihre Fluchtchancen bei Räuberangriffen verbessern soll: „Wenn ein Raubtier auf den Schwanz beißt, könnte der Panzer die Zähne daran hindern, sich in das darunter liegende Gewebe zu bohren, das sich nicht ablöst“, erklärt Stanley. Abschließend schreiben die Wissenschaftler: „Künftige Vergleiche mit Osteodermen von Reptilien könnten uns helfen zu verstehen, wie sich diese Strukturen entwickelt haben und warum sie bei Säugetieren so selten sind“.

Quelle: Florida Museum of Natural History, Fachartikel: iScience, doi: 10.1016/j.isci.2023.106779

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