Induktion (Biologie)

Bedeutung und Grundprinzip

Induktion bezeichnet die Einleitung eines entwicklungsphysiologischen Vorgangs. In der Embryonalentwicklung ist sie wichtig für Differenzierung und Determination eines Keims: Zellen entwickeln sich also zu einer bestimmten Zell- oder Gewebeform und werden auf diese Entwicklungsrichtung festgelegt.

Auslöser ist eine morphogenetische Bewegung. Sie bringt Zellstrukturen in eine andere chemische oder physikalische Umgebung. Dort treffen die Zellen auf das Signal eines Induktors, also eines Signalgebers, und differenzieren sich unter dessen Einfluss spezifisch. Induktion ist damit die durch einen Induktor hervorgerufene spezifische Differenzierung eines Keims. Der genetische Code wird dabei in einer vom Induktor gesteuerten Weise umgesetzt und nutzbar gemacht; dies heißt Genexpression.

Arten und Wirkung des Induktors

Bei engem Kontakt zwischen einer Zelle und dem Induktor liegt eine embryonale Induktion vor. Dafür benötigt die Zelle spezielle Rezeptormoleküle auf ihrer Oberfläche.

Weiter reichende chemische Signale eines Induktors können ebenfalls eine Induktion auslösen. Diese Form heißt hormonelle Induktion.

Der gleiche Induktor kann verschiedene Induktionsvorgänge bewirken, wenn Zellen unterschiedliche Kompetenzen besitzen. So bildet Unken-Epidermis mit einem Induktor Unkenmund-Strukturen, während Molch-Epidermis mit demselben Induktor Molchmund-Strukturen ausbildet. Auch die Konzentration des Induktors kann entscheidend sein: Bei einer Kaulquappe führt ein Induktor in der Schwanzregion zu Abbau, in der Beinregion zu Aufbau und in der Augenregion zu Umbau von Zellstrukturen.

Nachweis durch Versuche

Das Phänomen der Induktion wurde bei Untersuchungen zur Determination verschiedener Keimblätter entdeckt. Dabei sollte geklärt werden, ob alle Keimblätter zur gleichen Zeit determiniert werden.

Dazu setzte man ein Stück präsumtives Chorda-Mesoderm-Gewebe entweder in ein anderes Keimblatt, das Ektoderm, ein (Transplantationsversuch) oder zwischen zwei Keimblätter (Einsteckversuch). Aus dem Chordamesodermgewebe entstand nicht nur Chorda; auch umliegende Zellstrukturen wurden beeinflusst. Der Keim entwickelte sich zu einem siamesischen Zwilling mit zwei Chordas. Daraus folgerte man, dass das Chordamesodermgewebe bereits determiniert war und durch Induktion benachbartes Gewebe zur Differenzierung zu Chorda-Gewebe anregte.

Induktionskette

Bei einer Induktionskette folgen mehrere Induktionen aufeinander. Gewebe, das zuerst induziert wurde, entwickelt selbst Induktionsfähigkeit. Es wird dadurch zum Induktor für das nächste Glied der Kette.