Was wissen wir über Gletscher? Das sind Eisbrocken, die sich über Jahrtausende gebildet haben. Auf den ersten Blick scheint in ihnen von Leben keine Rede zu sein, denn kein Organismus kann solch extremen Bedingungen standhalten. Aber eigentlich ist es das nicht. Gletscher beherbergen eine Vielzahl von Organismen, die in ihnen ein ganzes Ökosystem bilden. Darüber hinaus sprechen wir nicht nur von Bakterien, die gegen niedrige Temperaturen resistent sind, sondern auch von ziemlich großen Würmern. Sie sind in Gletschern im pazifischen Nordwesten sowie in British Columbia und Alaska zu finden. Sie werden „Eiswürmer“ (Mesenchytraeus solifugus) genannt und sind entfernte Verwandte der bekannten Regenwürmer. Die Größe dieser Wirbellosen ist relativ klein - ihre Länge erreicht ~ 130 mm und der Durchmesser ist mit Zahnseide vergleichbar. Würmer führen einen ziemlich aktiven Lebensstil in dem Sinne, dass sie regelmäßig entweder an die Oberfläche des Gletschers kriechen oder sich in seinen Tiefen verstecken.
Wie Würmer in Gletschern leben:
Eiswürmer leben in Kolonien. Im Sommer, Tag und Abend, taucht eine große Anzahl von ihnen auf der Suche nach Nahrung auf der Oberfläche der Gletscher auf. Sie fressen Algen und Detritus (ein Produkt des Gewebezerfalls, also die Überreste von Wirbellosen). Näher am Morgen verstecken sie sich für "über Nacht" im Eis. Und im Winter gehen sie tief in den Gletscher hinein, wo sie bis zum Frühlingsbeginn bleiben.
Einige Wissenschaftler halten Schiffswürmer für die mysteriösesten Kreaturen der Welt. Aber die Eiswürmer haben sie dabei sogar umgangen. Schließlich haben sie gelernt, perfekt zwischen Schnee und Eis zu überleben, und am aktivsten werden sie am Gefrierpunkt des Wassers. Und wenn die Umgebungstemperatur auf +5 Grad Celsius ansteigt, sterben diese Wirbellosen. Die meisten terrestrischen Kreaturen sind nicht in der Lage, solche Bedingungen ohne eine Art Wärmedämmung zu überleben, die ihren Körper bedeckt. Aber wie machen Eiswürmer das?
Diese Frage interessierten Wissenschaftler der Rutgers University unter der Leitung von Professor der Abteilung für Zoologie und Biologie Daniel H. Schein. Ihrer Meinung nach ist es für die Menschen sehr wichtig, diese biologischen Exzentriker zu verstehen, und die Studie duldet keine Verzögerung. Würmer verschwinden zusammen mit Gletschern, und möglicherweise werden sie bald ganz verschwinden. Wenn Wissenschaftler herausfinden können, wie Würmer mit solch extremen Bedingungen zurechtkommen, wird ihnen dies helfen, die Grenzen des Lebens auf der Erde und darüber hinaus zu verstehen.
Was ist das Geheimnis der Eiswürmer:
Nach den Gesetzen der Biologie verlangsamen sich die Reaktionen des Körpers und das Energieniveau sinkt, wenn die Temperatur sinkt. Warmblüter verbrennen mehr Energie, um eine relativ konstante Temperatur aufrechtzuerhalten, während Kaltblüter lethargisch werden und sogar überwintern. Aber keine Eiswürmer.
Wissenschaftler der Rutgers University haben festgestellt, dass ihr Energieniveau beim Abkühlen steigt. Nach einer Version verleiht ein spezielles Molekül namens ATP (Adenosintriphosphat) den Würmern diese Fähigkeit. Es ist ein Schlüsselmolekül in den Energieprozessen jedes lebenden Organismus. Es wird unter Verwendung eines komplexen Enzyms namens ATP-Synthase hergestellt, das in allen bekannten Organismen nahezu identisch ist.
Eiswürmer haben einen speziellen genetischen Mechanismus, der ATP-Synthase erzeugt Wie Daniel H. Schein sagt, ist es ein zusätzliches Stückchen in der DNA, das die Produktion von ATP beschleunigt.
Die Evolution sei schwer zu erklären, sagte Shine, aber es ist möglich, dass Würmer einen Teil des genetischen Materials von Alpenpilzen übernommen haben. Dann ist dieser „genetische Diebstahl“ besonders ungewöhnlich, weil „gestohlene“ DNA meist nicht in die Mitochondrien eingebaut wird, wo ATP produziert wird.
Aber die Eigenschaften von Eiswürmern enden hier nicht. Zusätzlich zur genetischen Ergänzung verfügen sie über einen veränderten zellulären "Thermostat", der die Produktion von ATP bei niedrigen Temperaturen ermöglicht. Diese beiden Veränderungen führen zusammen dazu, dass Eiswürmer eine viel höhere zelluläre ATP-Konzentration aufweisen als die meisten Lebewesen.
Darüber hinaus planen Wissenschaftler, eine weitere Theorie zu untersuchen, nach der Würmer voller Melanin sind, dem gleichen Pigment, das die menschliche Haut vor ultravioletter Strahlung schützt. Aber im Gegensatz zum Menschen haben Eiswürmer Melanin im ganzen Körper: im Gehirn, im Darm und in den Muskeln. Einige Studien zeigen, dass Melanin in bestimmten Situationen Energie aus Sonnenstrahlung gewinnen kann. Wissenschaftler spekulieren, dass dieser Prozess auch bei Eiswürmern ablaufen könnte. Im Moment prüfen sie diese Version.
Wie Eiswürmer Gletscher besiedeln:
Die Fähigkeit, bei niedrigen Temperaturen Energie zu erzeugen, ist nicht das einzige Rätsel, das mit Eiswürmern verbunden ist. Wissenschaftler interessieren sich auch dafür, wie sie sich von Gletscher zu Gletscher bewegen. Um diese Frage zu beantworten, sollte man verstehen, dass diese Wirbellosen Teil eines Ökosystems sind, über das Wissenschaftler noch wenig wissen.
2021-08-24 14:46:52
Autor: Vitalii Babkin