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Wissenschaft: Fadenwürmer nutzen elektrisches Feld und springen

Fadenwürmer können sich an Hummeln anheften. Dafür springen sie einfach auf das fliegende Insekt drauf. Damit sie weiter springen können, bilden sie sogar eine Kolonne.

Artikel veröffentlicht am , Patrick Klapetz
Eine mikroskopische Aufnahme der Fadenwürmer der Art Caenorhabditis elegans (Bild: Polyhedron, Wikipedia/CC-BY 3.0)

Ein Forschungsteam hat in einer aktuellen Studie eine merkwürdige Fortbewegungsmethode von mikroskopisch kleinen Würmern der Art Caenorhabditis elegans vorgestellt. Das sind Fadenwürmer aus der Gruppe der Rhabditiden. In dem Forschungsaufbau nutzen diese Fadenwürmer elektrische Felder, um auf Insekten zu springen oder um über Petriplatten zu hüpfen.

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Damit können sie recht lange Distanzen überwinden, indem sie sich beispielsweise an natürlich aufgeladene Hummeln anhängen. "Es ist bekannt, dass Bestäuber wie Insekten und Kolibris elektrisch geladen sind, und man nimmt an, dass Pollen durch das elektrische Feld angezogen werden, das sich zwischen dem Bestäuber und der Pflanze aufbaut", sagte Takuma Sugi, Professor für Biophysik an der Hiroshima-Universität und Mitautor der Studie.

Eine zufällige Entdeckung

Bisher war nicht klar, "ob elektrische Felder auch für Interaktionen zwischen verschiedenen Landtieren genutzt werden", erklärte der Wissenschaftler. Eigentlich war es eher Zufall, dass die Forscher diese Entdeckung machten. Sie bemerkten nämlich, dass die von ihnen gezüchteten Würmer häufig auf den Deckeln der Petrischalen landeten – also nicht dort, wo die Forscher sie platziert hatten.

Als das Team eine Kamera anbrachte, um dieses Verhalten zu beobachten, stellten sie fest, dass die Würmer nicht nur an den Wänden der Schale hochkletterten, sondern auch vom Boden der Schale an die Decke sprangen.

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Fadenwürmer nutzen elektrisches Feld

Die Forschungsgruppe vermutete bereits, dass die gezüchteten Würmer sich durch ein elektrisches Feld fortbewegten. Deswegen setzten sie die Fadenwürmer auf eine Glaselektrode und fanden heraus, dass sie nur dann zu einer anderen Elektrode sprangen, wenn eine Ladung angelegt wurde.

Dabei sprangen sie mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 0,86 Metern pro Sekunde. Das entspricht ungefähr der halben Schrittgeschwindigkeit eines Menschen (zwischen 1,35 und 1,65 Meter pro Sekunde). Jedoch nahm die Sprunggeschwindigkeit mit der Stärke des elektrischen Feldes zu.

Im nächsten Versuchsaufbau rieb das Team eine Hummel mit Blütenpollen ein, sodass sie eine natürliche elektrische Ladung aufweisen konnte. Sobald sich die Würmer in der Nähe der Hummeln befanden, stellten sie sich auf den Schwanz und sprangen dann auf. Einige Würmer stapelten sich sogar übereinander und sprangen in einer einzigen Kolonne. Eine Kolonne konnte aus bis zu 80 Würmern bestehen.

"Die Würmer stellen sich auf den Schwanz, um die Oberflächenenergie zwischen ihrem Körper und dem Substrat zu verringern und sich so leichter an anderen vorbeiziehenden Objekten festhalten zu können. In einer Kolonne hebt ein Wurm mehrere Würmer an, und dieser Wurm hebt ab, um sich durch das elektrische Feld zu bewegen, während er alle Würmer der Kolonne trägt", erklärt Sugi.

Auch andere Wurmarten springen, doch es gibt Unterschiede

Die Forscher beobachteten das Springen auch bei anderen Wurmarten, die eng mit Caenorhabditis elegans verwandt sind. Dabei stellten sie fest, dass die Wurmarten, die elektrische Felder nicht wahrnehmen können, weniger häufig springen. Es ist aber nicht klar, welche Gene dieses Sprungverhalten hervorrufen und ob auch andere Mikroorganismen Elektrizität zum Springen nutzen können.

Die Studie wurde am 21. Juni 2023 in der Zeitschrift Current Biology veröffentlicht: Caenorhabditis elegans transfers across a gap under an electric field as dispersal behavior (Caenorhabditis elegans überquert einen Spalt unter einem elektrischen Feld als Ausbreitungsverhalten).