46.000 Jahre alte gefrorene Spulwürmer in Sibirien wiederbelebt

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Russland: Eine uralte Spulwurmart erwacht nach Zehntausenden von Jahren des Winterschlafs in einem versteinerten Eichhörnchenbau aus dem späten Pleistozän.

Uralte Spulwürmer aus dem Permafrost in Sibirien wiederbelebt. Foto: Times — Uralte Spulwürmer aus dem Permafrost in Sibirien wiederbelebt. Foto: *Times*

Ein winziger Wurm hat 46.000 Jahre im sibirischen Permafrost überlebt, Zehntausende Jahre länger als zuvor wiederbelebte Würmer. Es handelt sich um die neu beschriebene Art Panagrolaimus kolymaensis . Das Team entdeckte ihn 2002 zusammengerollt in einem versteinerten Eichhörnchenbau aus dem Permafrost in der Nähe des Flusses Kolyma in der nordöstlichen Arktis. Wissenschaftler haben den gefrorenen Fadenwurm 2018 wiederbelebt, sein Alter und seine Art sind jedoch unbekannt.

Eine am 27. Juli in der Fachzeitschrift PLOS Genetics veröffentlichte Studie gibt Antworten auf diese Fragen. „Das Überleben in extremen Umgebungen über längere Zeiträume ist eine Herausforderung, die nur wenige Organismen bewältigen können“, so das Forscherteam aus Russland und Deutschland. „Hier zeigen wir, dass der im Boden lebende Fadenwurm Panagrolaimus kolymaensis seit 46.000 Jahren im Permafrost Sibiriens ruht.“

Organismen wie Fadenwürmer und Bärtierchen können als Reaktion auf das Einfrieren oder die vollständige Dehydrierung in einen Ruhezustand verfallen, einen Stoffwechselprozess namens „Kryptobiose“. In beiden Fällen reduzieren sie den Sauerstoffverbrauch und die metabolische Wärmeproduktion auf ein nicht nachweisbares Niveau.

Der neue Fadenwurm hielt während des späten Pleistozäns (vor 2,6 Millionen bis 11.700 Jahren) Winterschlaf, einer Periode, in die auch die letzte Eiszeit fiel. Im Permafrost sind Organismen konserviert, die seitdem nicht mehr aufgetaut sind. Dies ist die längste jemals bei Spulwürmern beobachtete Winterschlafperiode. Zuvor wurden ein in Moos eingefrorener antarktischer Spulwurm namens Plectus murrayi und ein Exemplar von Tylenchus polyhypnus 25,5 bzw. 39 Jahre lang in einem Herbarium getrocknet.

Die Forscher analysierten die Gene von P. Kolymaensis und verglichen sie mit dem Spulwurm Caenorhabditis elegans, dem ersten mehrzelligen Organismus, dessen gesamtes Genom sequenziert wurde. C. elegans bietet das perfekte Modell zum Vergleich. Die Analyse ergab, dass mehrere häufige Gene am Winterschlaf beteiligt sind.

Um herauszufinden, wie genau die Spulwürmer so lange überlebt haben, nahm das Team eine frische Gruppe von P. kolymaensis und C. elegans und trocknete sie im Labor. Als die Würmer dehydrierten, beobachteten sie einen Anstieg des Zuckerspiegels namens Trehalose, der dazu beitragen könnte, die Zellmembranen der Spulwürmer vor der Dehydrierung zu schützen. Anschließend froren sie die Würmer bei -80 Grad Celsius ein und stellten fest, dass das Trocknen das Überleben beider Arten verbesserte. Würmer, die bei dieser Temperatur ohne vorherige Dehydrierung eingefroren werden, sterben sofort.

Ausgestattet mit molekularen Mechanismen, die ihnen helfen, den arktischen Bedingungen standzuhalten, haben sich Spulwürmer so entwickelt, dass sie Tausende von Jahren im Winterschlaf überleben können. Uralte Fadenwürmer könnten wiederbelebt werden, wenn sie dem Permafrost entkommen. Erhebliche Veränderungen in der Umwelt, darunter Temperaturschwankungen und natürliche radioaktive Aktivität, können Fadenwürmer aus ihrer tiefen Ruhephase wecken.

An Khang (laut Live Science )

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