Per Anhalter durch den Schneckendarm

Nematoden nutzen andere Wirbellose als Transportmittel

21.07.2015 | von Redaktion Pflanzenforschung.de

Fadenwürmer können zu erheblichen Ernteeinbußen führen. Wissenschaftler konnten nun zeigen, dass die unscheinbaren Tiere bevorzugt Nacktschnecken als Transportmittel benutzen. (Bildquelle: © Antje Thomas, Hinrich Schulenburg, Kiel University)

Fadenwürmer können zu erheblichen Ernteeinbußen führen. Wissenschaftler konnten nun zeigen, dass die unscheinbaren Tiere bevorzugt Nacktschnecken als Transportmittel benutzen. (Bildquelle: © Antje Thomas, Hinrich Schulenburg, Kiel University)

Fadenwürmer sind auf ein Transportmittel angewiesen, um sich fortzubewegen und sich andere Nahrungsquellen zu erschließen. Wissenschaftler konnten nun zeigen, worin die Würmer bevorzugt reisen. Diese Erkenntnis könnte auch Landwirten zugutekommen.

Nematoden sind winzige Fadenwürmer, die in unserer Umgebung fast allgegenwärtig sind. Von den kleinen, weißen bis farblosen Würmern gibt es mehr als 20.000 verschiedene Arten. Alle leben bevorzugt in feuchten Medien wie faulendem Obst oder verrottendem Pflanzenmaterial, aber auch im Meer oder Süßwasser.

Nematoden können Ernteeinbußen verursachen

Im Acker- und Gartenbau sind Nematoden gefürchtete Schädlinge. Viele Nematodenarten dringen in die Wurzelsysteme von Pflanzen ein und können den pflanzlichen Stoffwechsel stark schädigen. Besonders gut untersucht ist die Rübenzystennematode (Heterodera schachtii), die Zuckerrüben, aber auch Gänsefußgewächse, wie z.B. Spinat und Brassica-Arten wie Raps befällt und dort zu beträchtlichen Ernteeinbußen führt.

Ist ein Feld von Nematoden befallen, helfen oft nur noch chemische Substanzen, sogenannte Nematizide, gegen die fädigen Würmer. In der biologischen Landwirtschaft helfen sich die Bauern, indem sie die betroffenen Ackerflächen mit Nematoden-schädigenden Pflanzen wie Ölrettich, Tagetes oder Senf bepflanzen. Auch thermische Verfahren, wie das Dämpfen mit Heißdampf zur Bodendesinfektion kommen bei der Bodenentseuchung zum Einsatz.

Modellorganismus mit unbekannter Fortbewegung

In Forschungslaboren hat sich die Fadenwurmart Caenorhabditis elegans zu einem der wichtigsten Versuchstiere und zum Modellorganismus für Genetiker etabliert. Doch ein Aspekt war bisher noch nicht untersucht worden: „Obwohl Fadenwürmer zu den am meisten untersuchten Organismen in fast allen biologischen Disziplinen zählen, wissen wir noch wenig über ihre natürliche Lebensweise“, so Hinrich Schulenburg, Seniorautor einer aktuellen Studie zur natürlichen Verbreitung von C. elegans. Das Forschungsteam um Schulenberg konnte zeigen, dass Fadenwürmer offenbar bei der Nahrungssuche Nacktschnecken und andere Wirbellose als Transportmittel benutzen.

Nacktschnecken, Asseln und Tausendfüßler transportieren Nematoden

Da das Nahrungsangebot und die Umgebungstemperatur der Tiere oft stark schwanken, müssen die Würmer immer wieder ihren Standort wechseln. Doch alleine sind sie dazu nicht in der Lage. Um eine Vermutung zu überprüfen, sammelten die Forscher über 600 Nacktschnecken und über 400 andere Wirbellose, darunter Fliegen, Tausendfüßler, Spinnen, Käfer und Heuschrecken und untersuchten, ob sich Fadenwürmer in ihrem Körper befinden. Häufig bestätigte sich diese Vermutung bei Nacktschnecken, Asseln und Tausendfüßlern. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass diese Tiere die Fadenwürmer über die Nahrung aufnehmen.

Beim Sezieren der Tiere stellten die Forscher fest, dass sich die Fadenwürmer im Verdauungstrakt der Tiere offenbar pudelwohl fühlen, denn sie vermehrten sich dort sogar. Mit dem Schneckenkot werden die Fadenwürmer lebendig an einem anderen Ort wieder ausgeschieden, wo idealerweise neue Nahrungsquellen für die Würmer zur Verfügung stehen.

„Unsere Studie zeigt, dass Fadenwürmer im Verdauungstrakt von Nacktschnecken überleben können. Das war bisher unbekannt. Die Würmer scheinen sich also - ähnlich wie Symbionten oder Parasiten - an die schwierigen Lebensbedingungen im Körperinnern angepasst zu haben“, fasst Studienleiter Schulenburg zusammen.

Leuchtende Versuchswürmer zeigen Transportwege auf

Da die Fadenwürmer zu klein sind, um in der Natur beobachtet zu werden, verlagerten die Forscher die weiteren Experimente ins Labor. Dort markierten sie zunächst ihre 1.185.000 Versuchswürmer mit einem Fluoreszenz-Farbstoff und brachten sie anschießend mit 79 Nacktschnecken zusammen.

Und in der Tat zeigten die sezierten Schnecken, dass die Würmer den Durchgang durch das gesamte Verdauungssystem überlebten und anschließend lebendig ausgeschieden wurden. Die Fadenwürmer überlebten im Inneren der Schnecken allerdings nicht länger als einen Tag. Bei einer durchschnittlichen Lebensdauer von etwa 20 Tagen ist das jedoch ein beträchtlicher Zeitraum. Um längere Strecken zu überwinden, müssen die Würmer aber vermutlich während der Reise mehrfach den Wirt wechseln. Schäden trugen die Würmer von ihrer Reise durch das Schneckeninnere nicht davon. Und auch den Schnecken schadete der Wurmbefall nicht.

Auch für Landwirte und Gärtner könnten diese neuen Informationen von Bedeutung sein. Denn nur wenn bekannt ist, wie sich Nematoden ausbreiten, können mit Hilfe wissenschaftlicher Forschung neue Methoden etabliert werden, mit denen sich diese Vorgänge erfolgreich unterbinden lassen. Auf diese Weise können unsere Nutzpflanzen effektiv vor einem Nematodenbefall geschützt werden.


Quelle:
Petersen, C. et al. (2015): Travelling at a slug's pace: possible invertebrate vectors of Caenorhabditis nematodes. In: BMC Ecol., 15(1):19, (13. Juli 2015), doi: 10.1186/s12898-015-0050-z.

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Titelbild: Fadenwürmer können zu erheblichen Ernteeinbußen führen. Wissenschaftler konnten nun zeigen, dass die unscheinbaren Tiere bevorzugt Nacktschnecken als Transportmittel benutzen. (Bildquelle: © Antje Thomas, Hinrich Schulenburg, Kiel University)