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Wissenschaftliches Paradoxon – Gletscher im pazifischen Nordwesten werden von Würmern bewohnt
Wissenschaftliches Paradoxon – Gletscher im pazifischen Nordwesten werden von Würmern bewohnt
Anonim

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 kommen in Gletschern im pazifischen Nordwesten sowie in British Columbia und Alaska vor. 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. An Sommertagen und -abenden 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 steigt, 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?

Tagsüber kriechen Kolonien von Eiswürmern an die Oberfläche der Gletscher

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 von Eiswürmern

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 Winterschlaf halten. 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 mit einem komplexen Enzym namens ATP-Synthase hergestellt, das in allen bekannten Organismen praktisch identisch ist.

Eiswürmer haben einen speziellen genetischen Mechanismus, der die ATP-Synthase erzeugt. Wie Daniel H. Schein sagt, ist dies ein zusätzliches Stückchen in der DNA, das die Produktion von ATP beschleunigt.

Die meisten anderen auf der Erde lebenden Organismen starben unter solchen Bedingungen, aber keine Eiswürmer

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.

Rosafinken fressen große Mengen Eiswürmer

Bei ihrer Beobachtung entdeckten Professor Hotaling und seine Kollegen fünf Vogelarten, die sich von Eiswürmern ernähren. Diese Wirbellosen sind eine lebenswichtige Nahrungsquelle an Orten wie dem Mount Rainier, wo rosa Finken sie in großer Zahl fangen und ihre Jungen füttern, sagte Hotaling.

Es ist möglich, dass Vögel den Würmern helfen, sich von Gletscher zu Gletscher zu bewegen. Wissenschaftler vermuten, dass Würmer an Federn oder Pfoten von Vögeln haften bleiben können. Es ist möglich, dass einige von ihnen überleben, indem sie den Darm des Vogels passieren.

Aber das sind bisher alles nur Theorien. Entdecker entdecken alle Geheimnisse dieser Kreaturen. Es bleibt jedoch wenig Zeit, um zu lösen. Einige der Gletscher, die einst Würmer beherbergten, wie der Lyall- und Lewis-Gletscher in Washingtons nördlichen Kaskaden, sind bereits verschwunden. Andere sind stark verkleinert. So nimmt der Nisqually-Gletscher auf der Südseite des Mount Rainier, Heimat von Eiswürmern, alle 10 Tage um etwa 90 Zentimeter im Durchmesser ab. Das heißt, die Situation im Norden ist ungefähr die gleiche wie im Süden mit den Gletschern der Antarktis, die allmählich abnehmen, da sie schnell abbrechen und sich in riesige Eisberge verwandeln.

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