Trotz ihrer winzigen Statur und ihrer entzückenden Spitznamen - Moosferkel, Wasserbären - hat die hartnäckige Tardigrade einige enorme Fähigkeiten. Tardigrates sind als eine der am härtesten bekannten Lebensformen bekannt und überstehen Austrocknung, tödliche Strahlung und sogar das Vakuum des Weltraums. Jetzt könnten Forscher endlich damit beginnen, die genetischen Grundlagen der Tardigrade-Supermächte herauszufinden.
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Im Jahr 2015 schlug eine in den Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlichte Studie vor, dass einige ihrer Superkräfte von einer anderen seltsamen Leistung der mikroskopischen Kreatur stammen könnten: DNA-Diebstahl. Die Forscher sequenzierten das Genom einer Tardigrade-Spezies und stellten fest, dass ungefähr ein Sechstel ihrer DNA (ungefähr 6.600 Gene) von anderen Organismen, hauptsächlich Bakterien, stammte. Es wurde angenommen, dass diese DNA-Abschnitte durch den sogenannten horizontalen Gentransfer aufgenommen werden, der bei Bakterien und anderen Mikroben häufig vorkommt (Wissenschaftler haben erst kürzlich herausgefunden, dass einige Tiere dies auch können).
"Wenn sie DNA von Organismen erwerben können, die bereits in einer stressigen Umgebung leben, können sie möglicherweise einige der gleichen Tricks anwenden", sagte der Forscher Thomas Boothby, Postdoktorand für Biowissenschaften an der Universität von North Carolina, Chapel Hill, gegenüber Smithsonian. com im Jahr 2015.
Doch schon eine Woche nach Veröffentlichung stieß die Studie auf heftigen Widerspruch. Eine andere Gruppe von Tardigrade-Forschern behauptete, ein Großteil der angeblich "gestohlenen" DNA stamme wahrscheinlich aus der Kontamination der Proben von Bakterien, die neben den Tardigraden lebten. "Biologisch gesehen gibt es keinen Weg, diese können Teil desselben Genoms sein", sagte der Genetiker Mark Blaxter 2015 zu Ed Yong vom Atlantik .
Jetzt sind Blaxter und sein Team mit einer neuen Analyse des Tardigrade-Genoms zurück, die in der Fachzeitschrift PLOS Biology veröffentlicht wurde. "Ich bin seit zwei Jahrzehnten fasziniert von diesen kleinen, liebenswerten Tieren", sagt Blaxter in einer Erklärung. "Es ist wunderbar, endlich ihre wahren Genome zu haben und sie zu verstehen."
Diese neueste Studie vergleicht die Genome von zwei Tardigrade - Arten: Hypsibius dujardini und Ramazzottius varieornatus. Obwohl die Forschung auf einige der Gründe für die Tardigrade-Supermächte hinweist, gibt sie auch Aufschluss darüber, wie wenig wir über dieses anpassungsfähige Lebewesen wissen.
Die Hauptsupermacht, auf die sich die Forscher konzentrierten, war, wie die Kreaturen über Jahre hinweg austrocknen können. Für die meisten Menschen bedeutet Austrocknung den Tod. Daher untersuchte das Team Gene, die unter trockenen Bedingungen aktiviert wurden, und entdeckte eine Reihe von Proteinen, die anscheinend das in Tardigrade-Zellen verlorene Wasser ersetzen. Indem die Proteine die fehlenden Wassermoleküle ersetzen, verhindern sie, dass die Zellstrukturen zusammenbrechen, und ermöglichen es dem winzigen Tardigrade, sich selbst wiederzubeleben, wenn Wasser zurückkehrt.
Die jüngste Studie liefert auch Hinweise darauf, wie Tardigraden entstanden sind. Wissenschaftler vermuteten zuvor, dass Tardigraden eng mit dem Stamm der Arthropoden verwandt sein könnten, zu denen Insekten und Spinnen gehören. Diese neueste Studie legt jedoch den Schluss nahe, dass Tardigraden tatsächlich enger mit Nematoden verwandt sind, die auch als Spulwürmer bezeichnet werden. Die Forscher untersuchten eine Reihe von Genen, die das Layout eines Embryos namens "HOX-Gene" bestimmen. Sie fanden heraus, dass beiden Arten von Tardigrade, ähnlich wie Nematoden, fünf gemeinsame Gene aus diesem Satz fehlen.
Was die Kontroverse darüber betrifft, wie viel Gentransfer tatsächlich stattfindet? Laut Tina Hesman Saey von Science News scheint es jetzt größtenteils erledigt zu sein . "Die Analysemethoden der Autoren und ihre Methoden zur Gewinnung sauberer DNA sind zweifellos eine Verbesserung gegenüber unseren eigenen früheren Methoden", sagt Bob Goldstein, der Boothbys 2015-Forschung beaufsichtigte, gegenüber Saey.
Aber die Debatte über die erstaunlichen Supermächte der Tardigraden und ihre Zugehörigkeit zum Lebensbaum ist noch lange nicht beigelegt. Sind Tardigraden enger mit Arthropoden oder Nematoden verwandt? "Es ist immer noch eine offene Frage", sagt der Phylogenetiker Max Telford zu Saey.
Trotzdem hofft Blaxter, dass das Tardigrade-Genom seines Teams weiterhin dazu beitragen wird, die verworrenen Beziehungen von Tardigrade zu lösen und nützliche Anwendungen für die Supermächte der Kreaturen zu entwickeln. "Dies ist nur der Anfang", sagt Blaxter in einer Erklärung. "Mit der DNA-Blaupause können wir jetzt herausfinden, wie Tardigraden extremen Belastungen widerstehen und ihre speziellen Proteine möglicherweise in der Biotechnologie und in medizinischen Anwendungen einsetzen."
