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Spulwürmer wiederbelebt, nachdem sie 42,000 Jahre lang im Eis eingefroren waren

WISSENSCHAFTENBIOLOGIESpulwürmer wiederbelebt, nachdem sie 42,000 Jahre lang im Eis eingefroren waren

Zum ersten Mal wurden die Nematoden ruhender vielzelliger Organismen wiederbelebt, nachdem sie Tausende von Jahren in Permafrostablagerungen vergraben waren.

In einer interessanten Entdeckung eines Teams russischer Forscher wurden uralte Spulwürmer (auch Nematoden genannt), die sich vor etwa 42,000 Jahren im sibirischen Permafrost verfestigt hatten und eingefroren seitdem sind sie wieder lebendig geworden. Sie existierten im späten Pleistozän – Eiszeit und sind seitdem eingefroren. Permafrost ist ein Boden, der mindestens zwei oder mehr Jahre ununterbrochen am oder unter dem Gefrierpunkt von Wasser (null Grad Celsius) bleibt. Solcher Permafrost befindet sich hauptsächlich in großen Höhen wie in und um die Arktis und Antarktis des Planeten. In dieser Studie wurden Permafrostproben aus dem kalten Boden in der nordöstlichen Region Jakutien – dem kältesten Teil Russlands – gebohrt. Zwei weibliche Spulwürmer waren wiederbelebt aus einem großen Eisblock – der etwa 300 Spulwürmer enthielt. Einer der beiden Würmer soll etwa 32,000 Jahre alt sein (basierend auf der Kohlenstoffdatierung) und stammte aus einer Bodenprobe, die aus einem Eichhörnchenbau 100 Fuß unter der Erde im Permafrostboden entnommen wurde. Der andere, von dem angenommen wird, dass er etwa 47,000 Jahre alt ist, wurde in einer Gletscherablagerung nur 11 Meter unter der Oberfläche in der Nähe des Alazeya-Flusses gefunden. Permafrostsedimente enthalten eine Vielzahl einzelliger Organismen – wie mehrere Bakterien, Grünalgen, Hefen, Amöben, Moose – die in der Kryptobiose Tausende von Jahren überleben. Kryptobiose ist definiert als ein Stoffwechselzustand, in den ein Organismus eintritt, wenn er mit feindlichen Umweltbedingungen wie Dehydration, Gefrieren und Sauerstoffmangel fertig wird. Es wurde beobachtet, dass diese einzelligen Organismen nach langfristigen natürlichen 'Kryokonservierung'. Kryokonservierung ist ein Verfahren, das biologische lebende Organellen, Zellen und Gewebe durch Abkühlen bei extrem niedrigen kryogenen Temperaturen konservieren und erhalten kann. Dieses Verfahren bewahrt die feine innere Struktur der Zellen und führt so zu einem besseren Überleben und einer erhaltenen Funktionalität.

Die Studie veröffentlicht in Doklady Biological Sciences zeigt zum ersten Mal die Fähigkeit eines vielzelligen Organismus wie einem Wurm, in einen Zustand der Kryptobiose einzutreten und in Permafrostablagerungen in der Arktis eingefroren zu bleiben. Die Proben wurden isoliert und im Labor bei etwa -20 Grad Celsius gelagert. Die Proben wurden aufgetaut (oder „aufgetaut“) und in Petrischalen mit angereicherter Kultur auf etwa 20 Grad Celsius erwärmt, um das Wachstum zu fördern. Nach mehreren Wochen wachten zwei Spulwürmer aus ihrem „längsten Nickerchen“ auf und zeigten Lebenszeichen wie normale Bewegung und begannen sogar, nach einer Mahlzeit zu suchen. Dies kann aufgrund eines "Anpassungsmechanismus" dieser Nematoden als möglich angesehen werden. Das Wurmpaar kann als ältester lebender Organismus der Erde bezeichnet werden, ihr Alter beträgt durchschnittlich 42000 Jahre!

Die Studie zeigt deutlich die Fähigkeit von vielzelligen Organismen, eine langfristige Kryptobiose unter Bedingungen der natürlichen Kryokonservierung zu überleben. Ein weiterer einzigartiger Faktor ist, dass diese Hypothese zum ersten Mal in einem Rekordzeitraum bewiesen wurde, da alle vorherigen Studien gezeigt haben, dass Nematoden in extremen Umgebungen wie Gefriertemperaturen mindestens 25 Jahre überleben könnten. Es besteht eine starke Möglichkeit, dass andere vielzellige Organismen, einschließlich des Menschen, vielleicht auch die kryogene Konservierung überleben könnten.

Obwohl es heute üblich ist, die Eizellen oder den Samen „einzufrieren“, um Kinder zu gebären, auch wenn man unfruchtbar wird. Stammzellen und andere Gewebe, die für die Forschung sehr nützlich sind, können jedoch durch diesen Prozess nicht erhalten werden. Daher wäre eine erfolgreiche Kryokonservierung verschiedener biologischer Proben für zukünftige klinische Anwendungen oder Studien am Menschen von entscheidender Bedeutung. Diese Technologie wurde in den letzten Jahrzehnten durch die Verwendung von überlegenen Kryoprotektiven (die biologisches Gewebe vor Frostschäden schützen) und einer besseren Temperatur verstärkt. Ein besseres Verständnis des Einfrier- und Auftauprozesses kann unser Verständnis der Kryokonservierung verbessern. Das kryogene Einfrieren bleibt ein umstrittenes Thema und grenzt eher an Science-Fiction. Jedes Gerede darüber, dass ein Organismus Tausende von Jahren „schlaft“ und dann wieder zum Leben erwacht, ist verblüffend und surreal. Wenn man sich diese Studie ansieht, scheint es, dass es sich zumindest für Würmer um einen echten und natürlich vorkommenden Prozess handeln kann. Wenn dem Organismus kein physischer Schaden zugefügt wird und seine Integrität in einer gefrorenen Umgebung erhalten bleibt, sollte das Auftauen möglich sein. Vor etwa zwei Jahrzehnten hatte dieselbe Forschergruppe Sporen aus einem einzelligen Bakterium gezogen und wieder zum Leben erweckt, die in 250 Millionen Jahre alten Salzkristallen vergraben waren. Die Arbeit dauert jedoch noch an und erfordert weitere Beweise. Ein solcher adaptiver Mechanismus, der beispielsweise von Würmern verwendet wird, kann für Bereiche der Kryomedizin und Kryobiologie von wissenschaftlicher Bedeutung sein.

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{Sie können das ursprüngliche Forschungspapier lesen, indem Sie auf den unten angegebenen DOI-Link in der Liste der zitierten Quellen klicken}

Quelle (n)

Shatilovich AV et al 2018. Lebensfähige Nematoden aus dem spätpleistozänen Permafrost des Kolyma-Fluss-Tieflandes. Doklady Biological Sciences. 480(1). https://doi.org/10.1134/S0012496618030079

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