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Kryptobiose: Die Aussetzung des Lebens über geologische Zeitskalen hinweg hat Bedeutung für die Evolution

Einige Organismen haben die Fähigkeit, Lebensprozesse unter widrigen Umweltbedingungen auszusetzen. Es wird Kryptobiose oder suspendierte Animation genannt und ist ein Überlebensinstrument. Organismen in suspendierter Animation erwachen wieder, wenn die Umweltbedingungen günstig werden. Im Jahr 2018 wurden lebensfähige Nematoden aus dem späten Pleistozän entdeckt, die 46,0000 Jahre lang im sibirischen Permafrost in der Schwebe gehalten hatten. Diese Würmer wurden anschließend wiederbelebt oder zu einem normalen Leben erweckt. Eine detaillierte Untersuchung dieses Kryptobiose-Falls hat ergeben, dass die Würmer zu einer neuartigen Art gehörten, die jetzt P. kolymaensis heißt. Die Kryptobiose-Gene und die eingesetzten biochemischen Prozesse ermöglichten es den Würmern, das Leben über geologische Zeitskalen hinweg auszusetzen, was bedeutet, dass sich die Generationszeiten auf Jahrtausende ausdehnen könnten und Individuen einer Art, die sich seit Jahrtausenden in der Schwebe befanden, eines Tages wiederbelebt werden könnten, um eine ausgestorbene Abstammungslinie wiederzufinden. Das hat Potenzial für eine Neudefinition Evolution.

Einige Organismen haben sich so entwickelt, dass sie Stoffwechselprozesse unter widrigen Umweltbedingungen auf unbestimmte Zeit unterbrechen können. Im kryptobiotischen Zustand extremer Inaktivität werden alle Stoffwechselprozesse, einschließlich Fortpflanzung, Wachstum, Entwicklung und Reparatur, eingestellt und das Leben bleibt ausgesetzt, bis die Umweltbedingungen wieder günstiger werden.  

Kryptobiose oder suspendierte Animation ist ein Überlebensinstrument, auf das einige Organismen unter schwierigen Bedingungen zurückgreifen.  

Es ist bekannt, dass viele Mikroben, darunter Hefe, Pflanzensamen, Nematoden (Spulwürmer), Salzgarnelen und die Auferstehungspflanze, die Fähigkeit zur Kryptobiose besitzen. Das vielleicht beste Beispiel für eine Langzeit-Kryptobiose ist der Fall einer Bacillus-Spore, die 25 bis 40 Millionen Jahre lang im Hinterleib von Bienen konserviert wurde, die in Bernstein vergraben waren. Bei höheren Pflanzen war ein bemerkenswerter Fall von unterbrochener Animation der 1000 bis 1500 Jahre alte Lotussamen, der in einem alten See in China gefunden wurde und später keimen konnte.  

Der Fall der Kryptobiose, der in der jüngeren Vergangenheit die Fantasie der Menschen am meisten erregte, ist der Bericht über die Entdeckung von Viable aus dem Jahr 2018 Nematoden aus dem späten Pleistozän. Die Würmer befanden sich in Sibirien etwa 40,0000 Jahre lang im Schwebezustand Permafrost und wurden anschließend wiederbelebt oder zu einem normalen Leben reanimiert. Die strenge Untersuchung dieses Falles, die sich über vier Jahre erstreckte, wurde nun abgeschlossen und die Ergebnisse veröffentlicht.   

Genauer gesagt Radiokohlenstoffdatierung, die Nematoden waren seit dem späten Pleistozän etwa 46,000 Jahre lang in schwebender Animation geblieben.  

Die Zusammenstellung des Genoms und eine detaillierte morphologische Analyse führten zu dem Schluss, dass sich die Würmer phylogenetisch von denen unterschieden Caenorhabditis elegans und gehörte zu einer neuartigen Art, die jetzt benannt wurde Panagrolaimus kolymaensis.  

Darüber hinaus waren die Gene (oder das molekulare Werkzeug) für die Kryptobiose sowohl bei P. kolymaensis als auch bei C. elegansis gemeinsamen Ursprungs und beide Würmer nutzten ähnliche biochemische Mechanismen, um raue Bedingungen zu überleben, die es ihnen ermöglichten, das Leben über geologische Zeitskalen für viel längere Zeiträume auszusetzen als zuvor berichtet. 

Die Möglichkeit, das Leben für solch lange Zeiträume auszusetzen, bedeutet, dass die Kryptobiose die Generationszeit von Tagen auf Jahrtausende verlängern könnte. Individuen einer Art, die seit Jahrtausenden in der Schwebe leben, können sich eines Tages wiederbeleben, um eine ausgestorbene Abstammungslinie wiederzufinden. Das könnte neu definiert werden Evolution.  

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Quellen: 

  1. Shatilovich AV et al. 2018. Lebensfähige Nematoden aus spätpleistozänem Permafrost des Kolyma-Flusstieflandes. Doklady Biologische Wissenschaften. 480(1). https://doi.org/10.1134/S0012496618030079 
  2. Schatilowitsch A., et al 2023. Eine neuartige Nematodenart aus dem sibirischen Permafrost teilt adaptive Mechanismen für das kryptobiotische Überleben mit der Larve von C. elegans dauer. PLOS Genetics, veröffentlicht am 27. Juli 2023, e1010798. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1010798  

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Umesh Prasad
Umesh Prasad
Wissenschaftsjournalist | Gründungsherausgeber der Zeitschrift Scientific European

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