Das mysteriöse grüne Leuchten der Würmer, die am Grund des Atlantiks in der Nähe von Bermuda leben, erwies sich als Produkt einer einzigartigen Reihe von Genen, die keine Analoga im Genom aller anderen Lebewesen auf der Erde aufweisen. Wissenschaftler, die einen Artikel in der Zeitschrift PLoS One veröffentlicht haben, schreiben darüber.
„Jeden Sommer und Herbst, genau in der dritten Nacht nach dem Vollmond, genau 22 Minuten nach Sonnenuntergang, beginnen die Weibchen dieser Würmer zu glühen und führen einen komplexen Tanz auf, der die Aufmerksamkeit der Männchen auf sich zieht. Man könnte meinen, sie haben eine Uhr, mit der sie ihre Leistung bei dieser wegweisenden Unterwassershow nicht verpassen können “, sagt Mercer Brugler vom City of Technology College in New York, USA.
Viele nachtaktive und marine Tiere, zum Beispiel Glühwürmchen, Quallen, Teufelsfische und viele andere in der Tiefe lebende Wirbellose sowie Pilze, können grün, blau oder sogar rot leuchten und bei komplexen chemischen Reaktionen Lichtpartikelstrahlen erzeugen.
In den letzten Jahren haben Wissenschaftler mehrere transgene Tierarten mit dem in ihre DNA eingebetteten Quallengen GFP geschaffen, wodurch sie grün leuchten, oder ähnlichen Genen aus Algen oder Pilzen. Mit dieser Technik können Biologen überwachen, wie sich Krankheiten im Körper ausbreiten und wie verschiedene Zellen, Organe und Gene funktionieren. Auf ihrer Basis ist es Wissenschaftlern bereits gelungen, "grüne" Hunde, Katzen, Mäuse, Hühner und andere Tiere zu erschaffen.
Diese Gene sind für die Wissenschaft so wichtig, dass 2008 der Nobelpreis für Chemie für die Entdeckung von GFP verliehen wurde. Wissenschaftler suchen aktiv nach anderen Varianten von Leuchtproteinen, die uns helfen können, tiefer in Bereiche des Körpers einzudringen, die selbst mit dem leistungsstärksten Mikroskop nicht sichtbar sind.
Bruegler und seine Kollegen haben das Arsenal um ein weiteres ähnliches Gen erweitert und die Struktur von DNA und RNA der äußerst ungewöhnlichen Bewohner des Atlantikbodens, der Bermuda-Feuerwürmer (Odontosyllis enopla), untersucht.
Ihr grün-blaues Leuchten ist seit fast fünf Jahrhunderten eines der Hauptgeheimnisse des Bermuda-Dreiecks. Nach den spanischen Chroniken waren Christoph Kolumbus und sein Team die ersten, die ihn sahen und 1492 an die Küste der Neuen Welt segelten. Sie bemerkten, dass mysteriöse Lichter am Meeresboden "tanzten", ähnlich der schwankenden Flamme einer Kerze.
Erst zu Beginn des 20. Jahrhunderts erkannten Naturforscher, dass Seeleute keine Halluzinationen erlebten, sondern beobachteten, wie die Männchen und Weibchen von Odontosyllis enopla Partner für die Fortpflanzung auswählten und Eier und Milch in die atlantischen Gewässer warfen.
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Wissenschaftler haben sich seit langem für die Gene interessiert, die für dieses Leuchten verantwortlich sind, aber ihre Untersuchung wurde durch die Unzugänglichkeit dieser Würmer und die Tatsache erschwert, dass sie nur während der Hochzeitsnächte und für eine sehr kurze Zeit leuchten.
Bruegler und seine Kollegen lösten dieses Problem, indem sie eine Expedition nach Bermuda unternahmen, wo sie zum Zeitpunkt des Legens mehrere reife Frauen sammelten. Genetiker extrahierten Zellproben aus ihnen und analysierten, welche Gene zu dem Zeitpunkt, als die Würmer ihren "Tanz" begannen, in ihnen am aktivsten waren.
Wie sich herausstellte, ähnelte Odontosyllis enopla in dieser Hinsicht Glühwürmchen und vielen anderen leuchtenden Tieren, die das Enzym Luciferase zur Erzeugung von Licht verwenden. Diese Substanz interagiert mit einer anderen organischen Verbindung, Luciferin, oxidiert sie und erzeugt Photonenstrahlen.
Interessanterweise hat die Luciferase von Bermuda-Würmern eine einzigartige Struktur, die keine Analoga in den Zellen eines anderen Lebewesens enthält, das zur Lumineszenz fähig ist. Dies erweitert, wie die Wissenschaftler bemerken, das Arsenal der Biologen erheblich - jetzt haben sie die Möglichkeit, eine ganze Klasse neuer Leuchtmarkierungen zu erstellen, mit denen verschiedene Gene und Proteine in den Zellen von Menschen und Labortieren markiert werden können.
