Bakterien sind der Schlüssel zum Überleben von Eiswürmern

Eiswürmer können nur bei Temperaturen nahe dem Gefrierpunkt überleben. Bildnachweis: Rutgers University

Eiswürmer können nur bei Temperaturen nahe dem Gefrierpunkt überleben. Bildnachweis: Rutgers University


Dieser Artikel wird mit Genehmigung von . erneut veröffentlichtGlacierHub. Dieser Beitrag wurde geschrieben vonManon Verchot.

Forscher gewinnen neue Erkenntnisse über die Evolution von Eiswürmern und Bakterien, indem sie den Verdauungstrakt von Eiswürmern untersuchen.


Tief in ihrem Darm haben Alaska-Eiswürmer durchschnittlich 10.000 einzelne Bakterien, darunter eine bis vor kurzem noch nie entdeckte Art, wie Forscher des Department of Biological Sciences des Tokyo Institute of Technology herausfanden.

Das Leben im Eis ist keine leichte Aufgabe, aber Eiswürmer, Verwandte des Regenwurms und Mitglieder des Anneliden-Stammes, sorgen dafür, dass es funktioniert. Die winzigen Würmer graben sich durch viele nordamerikanische Gletscher und überleben bei Temperaturen, die die meisten Tiere töten würden. Eiswürmer sind nirgendwo sonst auf der Welt zu finden und Forscher vermuten, dass dies daran liegt, dass Eiswürmer nur in Kriechentfernung von Gletschern existieren können. Dennoch leben einige Eiswürmer auf Gletschern, die nie durch den Eisschild der Kordilleren verbunden waren, und posiereninteressantes Rätselfür Wissenschaftler.

Während diese 1-Zoll-Würmer mit Lebensbedingungen umgehen können, die das Leben nicht begünstigen, sind sie bei Temperaturen über dem Gefrierpunkt nicht gut. Nur wenige Grad über dem Gefrierpunkt sind heiß genug, um die Kreaturen zu töten, und es ist kein schöner Tod; Eiswürmer schmelzen buchstäblich, wenn es zu heiß wird, und ihre Membranen brechen zusammen. Aber zum Glück passiert dies für sie nicht allzu oft, da sie sich sicher in die Tiefen der Gletscher graben können, wo die Temperaturen ziemlich konstant bleiben. Sie ernähren sich von Algen, die auf Gletschern wachsen, sowie von anderen organischen Stoffen.

Harding Icefield, wo Eiswürmer leben. Bildnachweis: Ianqui Doodle

Harding Icefield, wo Eiswürmer leben. Bildnachweis: Ianqui Doodle


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Ihr Stoffwechsel ist an Temperaturen unter dem Gefrierpunkt angepasst und sie können lange Zeit ohne Nahrung auskommen – eine praktische Fähigkeit in einer Umgebung, in der Nahrung schwer zu finden und Nährstoffe schwer zu bekommen sind.

Ein Teil des Überlebensgeheimnisses von Eiswürmern auf Gletschern liegt in einer Symbiose zwischen Wurm und Bakterien. Wissenschaftler wanderten zum Byron-Gletscher und zum Harding Icefield in Alaska, wo sie Wurmproben sammelten und mit ihrer sorgfältigen Analyse des Inhalts in Wurminnereien begannen.

Über einen Zeitraum von vier Jahren kehrten sie dreimal an den Standort zurück – einmal im Jahr 2010, einmal im Jahr 2011 und noch einmal im Jahr 2014.


Einige der gesammelten Würmer wurden in einer Lösung bei -30 Grad Celsius gelagert und später seziert, während andere – lebendig – in Petrischalen mit doppelt destilliertem Wasser gefüllt und bis zu zwei Monate gefastet wurden, um alle Bakterien auszuspülen vergängliche Bewohner. Nach der Fastenzeit brachten die Wissenschaftler den Würmern Skalpelle und sahen sich an, was darin übrig war. Der Hungerprozess replizierte auch die Bedingungen, denen Würmer ausgesetzt sind, wenn die Nahrungsressourcen knapp sind.

Forscher wissen, dass eine Wurm-Bakterien-Symbiose es Würmern ermöglicht, von ihren Bakterienhelfern Verdauungsunterstützung zu erhalten. Da so wenige Nahrungsressourcen zur Verfügung stehen, müssen Würmer jeden letzten Nährstoff aus ihrer Nahrung herausholen – meistens winterharte Algen, die auf der Eisoberfläche wachsen. Bakterien helfen, zähere Nahrungsmoleküle abzubauen, die für Würmer schwerer zu verdauen sind. Währenddessen bekommen Bakterien ein (relativ) wohliges Zuhause in ihren Wurmwirten und bekommen Mahlzeiten über die Nahrungssuche des Wurms an sie geliefert.

Durch die Trennung von zwei Wurmproben – einer gefütterten und einer ausgehungerten – konnten die Forscher erkennen, welche Bakterien in den Würmern lebten und welche Bakterien eine „Freifahrt“ durch den Wurmdarm bekamen und dann am anderen Ende wieder herauskamen. Alle Bakterien, die nach monatelanger Hungersnot in Eiswürmern zurückgeblieben waren, waren wahrscheinlich ständige Bewohner in Eiswürmern, anstatt nur mit der letzten Mahlzeit durchzugehen.

Einige der Bakterienmikrobiologen, die in den Innereien von Eiswürmern gefunden werden, sind die gleichen, die im Boden und in anderen Würmern vorkommen, aber nicht auf Gletscheroberflächen zu finden sind, was darauf hindeuten könnte, dass Eiswürmer ursprünglich keine Eisbewohner waren . Regenwürmer haben Darmbakterien, die ihnen helfen, organisches Material im Boden zu verdauen. Gleichzeitig können sie dadurch eine Rolle bei der Durchmischung des Bodens spielen, was für andere Arten und auch für die Würmer kaskadierende ökologische Vorteile hat.


Als sich die Eiswürmer aus ihren terrestrischen Wurm-Vorfahren entwickelten, hätten Bakterien ihnen geholfen, Algen auf der Eisoberfläche zu nutzen, indem sie den Würmern halfen, härtere Moleküle zu verdauen. Dies deutet darauf hin, dass Bakterien eine Rolle bei der Evolution von Eiswürmern gespielt haben und dass sich sogar Bakterien gleichzeitig entwickelt haben, was sie einzigartig für Eiswürmer macht.

Unter diesen Bakterien entdeckten die Forscher eine neue Spezies, die jetzt benannt istMollicutes PhylotypFrau-13. Diese Bakterien existieren nicht auf den Gletscheroberflächen, was darauf hindeutet, dass Würmer die Bakterien untereinander weitergeben, indem sie sich gegenseitig den Kot fressen.

Forscher können diese Ergebnisse nutzen, um zukünftige Forschungen zur Rolle von Eiswürmern und ihren Darmbakterien bei der Gestaltung eines Gletscherökosystems durchzuführen und möglicherweise Hinweise darauf zu erhalten, warum Eiswürmer nur in bestimmten Teilen Nordamerikas existieren.