Elegante Würmer: Caenorhabditis Elegans

Die Abstimmungsergebnisse waren eindeutig: deshalb geht es hier um die eleganten Würmer, die im Interview mit Raimund Jung angesprochen wurden.
Aber warum elegante Würmer? Und was unterscheidet sie von Regenwürmern?

Fadenwürmer, wissenschaftlich „Nematoden“ sind eine große Gruppe häufig winzig kleiner, farbloser Würmer die nahezu überall zu finden sind: vom Nordpol bis in die Tiefen der äußersten Erdkruste, vom Misthaufen hinter dem Haus bis in den Menschlichen Körper.
Anders als Regenwürmer, die zu den Borstenwürmern, den Oligochaeten (Wenigborstern) gehören, haben Fadenwürmer keine Körpersegmentierung – die Ringe die beim Regenwurm auf der Oberfläche zu sind können als Anhaltspunkt für die einzelnen Segmente genommen werde. Auch wir und alle anderen Wirbeltiere sind segmentiert, diese Segmente verschmelzen jedoch im Laufe der Entwicklung. Unsegmentiert, wie im Falle der Fadenwürmer bedeutet, dass das Körperinnere aus einer großen Leibeshöhle besteht.

Entdeckung

Caenorhabditis elegans, ein 1mm großer Fadenwurm, wurde in den 60er Jahren vom Entwicklungsbiologen Sidney Brenner entdeckt und nach und nach als Modellorganismus eingeführt. Für die Tiere sprechen ihre geringe Größe, einfache Haltung aber vor allem die Eutelie: das heißt, das Schicksal jeder Zelle ist festgelegt und die einzelnen Zellen können im durchsichtigen Tier über die Entwicklung hinweg beobachtet werden. Viele Untersuchungsergebnisse lassen sich trotz der großen Unterschiede sogar auf Wirbeltiere und den Menschen übertragen, weshalb die Würmer in verschiedenen Bereichen der medizinischen und biologischen Grundlagenforschung eingesetzt werden.


Körperoberfläche: nicht einzelne Zellen sondern ein Syncytium, darüber Cuticula als Schutz (Schutz vor Trockenheit, Schutz vor Stoffen des Wirtes)

Zellkonstanz: Alle Würmer eines Geschlechts haben die gleiche Anzahl an Zellen!

Sie haben nur Längsmuskeln für die Fortbewegung, keine Ringmuskulatur. Das hat Einfluss auf ihr Bewegungsmuster, sie können nur s-förmig schlängeln. Das Hydroskelett dient dabei als Gegenspieler zu den Muskeln.


Durchsichtig: durch die fehlende Pigmentierung ( UV Schutz im Boden ist nicht nötig) können die Tiere gut mikroskopiert und bestimmte Zellen und Organe angefärbt werden.


kurze Generationszeit: während eine Maus 1,5 Jahre alt werden kann ist C. elegans bereits mit 14 Tagen schon im Rentenalter angekommen. Super, um sich Alterungsprozesse anzuschauen!

Geschlechter

Bei C. elegans gibt es Männchen und Hermaphroditen. Ein Hermaphrodit ist ein Tier, das sowohl weibliche als auch männliche Fortpflanzungsorgane hat. Das kommt im Tierreich in ganz verschiedenen Gruppen vor, unter anderem auch bei Schnecken. Davon zu unterscheiden ist die Parthenogenese, bei der sich die Jungen aus unbefruchteten Eiern entwickeln. Die Hermaphroditen von C. elegans sind in der Lage sich selbst zu befruchten und fortzupflanzen, das heißt ein Wurm alleine auf einer Platte kann bis zu 300 befruchtete Eier legen. Die Nachkommen haben das identische Erbgut wie das Elterntier. Das macht sie zu geeigneten Versuchstieren, da man bei allen Tieren die gleichen genetischen Voraussetzungen hat.

Männchen gibt es allerdings auch! Sie kommen natürlich vor – allerdings ist nur 1 von 1000 Tieren ein Männchen. Sie sind praktisch bei sich verändernden Umweltbedingungen, da zum einen die genetische Vielfalt ansteigt und die Hermaphroditen nach einer Befruchtung durch ein Männchen bis zu 1000 Eier legen können. Durch den Einsatz von Männchen können im Labor Kreuzungsexperimente durchgeführt werden um bestimmte Genkombinationen zu erzeugen.

Einsatz und Haltung

Da die Würmer sehr klein sind, sind keine großen Gehege notwendig. Sie können einfach auf Agarose, in Petrischalen gehalten werden. Auch die Ernährung gestaltet sich einfach: die kleinen Tierchen ernähren sich von Bakterien (v.a. E. Coli) und dazu wird in die Mitte der Platten einfach ein Tropfen Bakterienlösung gegeben.
Zu warm darf es nicht werden, deshalb werden die Petrischalen bei 15-20°C in den Brutschrank gestellt.
Wie viele Würmer passen auf eine Platte?
Tausende, aber für Experimente macht es mehr Sinn nur wenige Tiere zusammen zu halten, da diese einzeln untersucht und auseinandergehalten werden müssen. Je nach Experiment ist eine Anzahl von bis zu 15 sinnvoll.

Rekorde

Größter Fadenwurm: Placentonema gigantissima, ein Wurm der parasitisch in der Plazenta von Pottwalen lebt wird bis zu 8,4m lang und erreicht einen Durchmesser von bis zu 2,5cm.





Fadenwurm mir der Verrücktesten Fortpflanzungsstrategie: Myrmeconema neotropicum. Bei seinem Zwischenwirt, einer Ameisenarten verfärbt sich der Hinterleib der Ameise durch den Wurm leuchtend rot. Gleichzeitig verändert dieser ihr Verhalten so, dass sie kein Abwehrverhalten mehr zeigen und ihren Hinterleib unvorsichtig in die Luft strecken. Vögel werden auf die seltsamen roten Beeren aufmerksam und schnappen zu – was genau der Absicht des Wurmes entspricht: er kann seinen Wirt wechseln und sich in den Vögeln weiterentwickeln.

Elegante Würmer: Caenorhabditis Elegans

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