Neue Studie: Bärtierchen überleben Trockenheit dank eines einzigartigen Proteins

Die mikroskopisch kleinen, achtbeinigen Wesen gelten als wahre Überlebenskünstler. Wie sie es schaffen, absolute Trockenheit jahrzehntelang unbeschadet zu überdauern, war bislang rätselhaft

Egal, wie schwierig die Lebensbedingungen auf der Erde einmal werden mögen: Es gibt eine Tiergruppe, die durchkommen wird. Die gemütlichen wirkenden Bärtierchen, wissenschaftlich auch Tardigrada genannt (aus lateinisch tardus ‚langsam‘ und gradus ‚Schritt‘) gelten als die Überlebenskünstler schlechthin. Die kaum millimetergroßen, walzenförmigen Organismen mit ihren acht Stummelbeinen erinnern ein bisschen an Staubsauger ohne Schlauch – und bevölkern praktisch alle Lebensräume der Erde.Bärtierchen: Die Überlebenskünstler (11965)

Berühmt wurden Tausende Artgenossen, die einen (unfreiwilligen) Flug ins All überlebten – Vakuum, minus 270 Grad Celsius und kosmische Strahlung inklusive. Die Weibchen unter ihnen sollen unter diesen Bedingungen gar Eier und gesunden Nachwuchs produziert haben. Bärtierchen ertragen auf der Erde Temperaturen von bis zu 90 Grad Celsius und das Sechsfache des Drucks, der am tiefsten Punkt der Erde, im elf Kilometer tiefen Marianengraben, herrscht. Die Tiere sind zwar, wie alles Leben auf der Erde, auf die Existenz von Wasser angewiesen. Doch sie können in einem totenähnlichen Zustand, Kryptobiose genannt, Jahrzehnte der Trockenheit überstehen – indem sie selbst vollständig austrocknen.

Mechanismus der Trockenheit-Resistenz entschlüsselt

Ein Team von der japanischen Universität Tokio ist nun der Frage nachgegangen, wie die Organismen ohne Wasser überleben. Bekannt war zwar schon, dass sich die Tiere zu einer sogenannten Tönnchenform zusammenschrumpfen, um widrige Verhältnisse zu überdauern. Und sich beim Kontakt mit Wasser innerhalb von Minuten wieder zu ihrer normalen Gestalt „entfalten“. Ein Rätsel war bislang allerdings, wie die Zellen ohne jeden Stoffwechsel ihre Funktionsfähigkeit aufrechterhalten.

Wie die Forschenden nun im Fachjournal PLOS Biology berichten, verhindert ein bestimmtes Protein, dass die Zellen kollabieren. Im Zellplasma fand das Team um den Biologen Takekazu Kunieda große Mengen hitzelösliche CAHS-Proteine (cytoplasmic-abundant heat soluble), die in dieser Form bislang nur bei Bärtierchen nachgewiesen wurden.

Die CAHS-Proteine bilden beim Austrocknen Gel-artige Fadenstrukturen, die sich verbinden und die Form der Zelle aufrechterhalten. Aber nur so lange, wie nötig: Kommen die Zellen wieder mit Wasser in Kontakt, bilden sich diese Strukturen so langsam zurück, dass die Zellen nicht geschädigt werden. Auch außerhalb der Bärtierchen konnte das Forschungsteam diese Eigenschaft der Proteine beobachten – in Zellen von Insekten und in kultivierten menschlichen Zellen. Tatsächlich hoffen die Forschenden auf zukünftige Anwendungen, etwa bei der Konservierung von Zellmaterial oder ganzer (Spender-)Organe.

Für die Unverwüstlichkeit der Bärtierchen spielen allerdings weitere rund 300 Proteine eine Rolle – mit denen sich das Team nun beschäftigen will. Die Überlebenskünste der Bärtierchen, ihre Mechanismen und Strukturen, seien für Biologen eine wahre Goldgrube, sagte Kunieda laut einer Pressemitteilung der Universität: „Alles an Bärtierchen ist faszinierend.“