In der dritten Nacht nach dem Vollmond im Sommer und Herbst, 22 Minuten nach Sonnenuntergang, erleuchten winzige wirbellose Meerestiere, die als Bermuda-Feuerwürmer bekannt sind, die Karibik in einem biolumineszenten Paarungsritual. Und jetzt, wie Brandon Specktor für Live Science berichtet, haben Forscher das Geheimnis des grünen Schimmers der Feuerwürmer gelüftet: ein spezielles Enzym, das bei keinem anderen Biolumineszenz-Tier gefunden wurde.
Die spektakulären und zeitlich genau festgelegten Paarungsgewohnheiten des Bermuda-Feuerwurms sind historisch gut dokumentiert. Es wird vermutet, dass Christoph Kolumbus und seine Besatzung am 11. Oktober 1492 einen Blick auf die verliebten Kreaturen erhaschten, als sie sich der Insel San Salvador näherten. In seinen Tagebüchern erwähnt Kolumbus „die Flamme einer kleinen Kerze, die abwechselnd in den dunklen Gewässern aufgeht und abgesenkt wird“.
In den 1930er Jahren stellten Wissenschaftler fest, dass Columbus 'mysteriöse Sichtweise mit dem Paarungsverhalten des Bermuda-Feuerwurms ( Odontosyllis enopla) übereinstimmt, der in der gesamten Karibik vorkommt. Mark Siddall, Kurator an der Abteilung für Wirbellose Zoologie des American Museum of Natural History und Co-Autor einer neuen Studie, die in PLOS One veröffentlicht wurde, beschreibt den fesselnden Anblick der Kopulation der Tiere:
„Die weiblichen Würmer tauchen vom Grund auf und schwimmen schnell in engen kleinen Kreisen, während sie leuchten, was wie ein Feld von kleinen Sternen auf der Oberfläche des tiefschwarzen Wassers aussieht“, erklärt Siddall in einer Erklärung.  »Dann kommen die Männer, die sich im Licht der Frauen aufhalten, wie Kometen vom Grund aufgerissen - sie leuchten ebenfalls. Es gibt eine kleine Explosion von Licht, als beide ihre Gameten ins Wasser werfen. “
Aber warum die Feuerwürmer Lichtshows produzieren, war den heutigen Forschern nicht so klar. Einige dachten, der Schlüssel sei Luciferase, ein Enzym, das bei mehreren Tieren, darunter Glühwürmchen und Quallen, Licht erzeugt. Andere Wissenschaftler vermuteten jedoch, dass Fotoproteine das Leuchten der Feuerwürmer verstärkten.
In der Hoffnung, Klarheit in die Debatte zu bringen, pflückten Siddall und seine Kollegen 12 weibliche Feuerwürmer aus den Gewässern von Ferry Reach, einem Kanal im Nordosten der Bermudas, zum Zeitpunkt ihrer Biolumineszenz und froren sie ein. Das Team analysierte dann in drei der zwölf Feuerwürmer den vollständigen Satz von RNA-Molekülen oder das Transkriptom (das den Forschern im Wesentlichen eine Liste mit Einzelheiten zu Genen gibt, z. B. welche in welchen Zellen aktiv sind). RNA-Moleküle sind an der Kodierung der mit der Biolumineszenz verbundenen Proteine beteiligt, berichtet Michelle Starr von Science Alert .
Die Forscher stellten fest, dass das Leuchten der Feuerwürmer in der Tat auf das Vorhandensein von Luciferase zurückzuführen ist, aber die spezifische Art der Luciferase, die in Bermuda-Feuerwürmern vorkommt, scheint völlig einzigartig zu sein. Die Forscher verglichen es mit Luciferase-Genen, die in Datenbanken erfasst waren, und konnten keine passenden Proteine finden.
Die neue Studie enthüllte zusätzliche genetische Geheimnisse für das schillernde Paarungsritual der Feuerwürmer. Die Forscher identifizierten bestimmte Enzyme, die die Augen von Feuerwürmern größer werden lassen, damit sie empfindlicher auf biolumineszierendes Leuchten reagieren, sowie Enzyme, die die Nephridie - ein Organ, das Gameten speichert und freisetzt - während der Brutzeit modifizieren.
Diese neuen Erkenntnisse zur Feuerwurm-RNA geben keinen Aufschluss darüber, wie sich die Kreaturen zu bestimmten Zeiten paaren können. Die Ergebnisse der Studie könnten jedoch wichtige Auswirkungen auf die medizinische Forschung haben, sagt Michael Tessler, Biologe am Sackler Institute for Comparative Genomics des Natural History Museum.
"Es ist besonders aufregend, eine neue Luciferase zu finden", sagt Tessler in der Erklärung, "denn wenn man unter bestimmten Umständen Dinge zum Aufleuchten bringen kann, kann dies wirklich nützlich sein, um Moleküle für die biomedizinische Forschung zu markieren."
