Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gefährliche Kost: Regenwürmer schützen sich gegen schädliche Pflanzenstoffe

05.08.2015

Naturstoff hilft jährlich Milliarden Tonnen Laub zu zersetzen

Regenwürmer kann man fast überall auf unserer Welt finden, vom Komposthaufen im eigenen Garten, in Wiesen- und Feldböden bis hin zu tropischen Regenwäldern. Die wichtigste Aufgabe der Regenwürmer ist die Rückgewinnung von Nährstoffen aus totem Pflanzenmaterial, von dem sie sich ernähren. Jetzt haben Forscher herausgefunden, wie die Würmer mit den giftigen Stoffen umgehen, die von Pflanzen als Schutz gegen Fraßfeinde gebildet werden. Ihre Ergebnisse publizieren sie jetzt in der Fachzeitschrift Nature Communications.


Verteilung der Drilodefensine im Wurm. Die Falschfarbendarstellung zeigt die Ergebnisse der massenspektroskopischen Untersuchen (MALDI-MS) im Querschnitt des Wurms. Der Name der Substanz leiten die Forscher aus der wissenschaftlichen Bezeichnung Megadrile für bodenbewohnende Oligochaeten wie Regenwürmer ab. (Quelle: Manuel Liebeke)


Ohne Drilodefensine dickere Laubschichten in den Wäldern Regenwürmer verdauen die abgefallenen Pflanzenblätter und reichern so die Erde an. Den Wissenschaftlern nach sähe die Welt ohne diese Schut

Manuel Liebeke

Schutz durch besondere Moleküle im Darm

Pflanzen produzieren sogenannte Polyphenole, diese wirken als Antioxidantien und geben Pflanzen ihre Farbe. Sie behindern jedoch die Verdauungsprozesse von vielen Pflanzenfresser. Die Wissenschaftler um Dr. Manuel Liebeke haben jetzt Moleküle (Drilodefensine) im Darm der Würmer entdeckt, die die pflanzlichen Abwehrstoffe inaktivieren und den Nahrungsverdau ermöglichen. Regenwürmer setzen diese Drilodefensine als Gegenmittel ein um sich zu schützen.

Dr. Liebeke sagt: “Es gibt weltweit eine Menge von diesen Wirkstoffen, weil es sehr viele Regenwürmer gibt, teilweise bis zu 300 pro Quadratmeter. Die Gesamtmasse der Drilodefensine ist beträchtlich, verteilt auf die Weltbevölkerung ungefähr ein Kilogramm pro Mensch.“

Die Moleküle scheinen sehr wertvoll für den einzelnen Wurm zu sein, denn die Würmer schonen ihren eigenen Vorrat, indem sie ein effektives Recyclingsystem nutzen und nichts von der Substanz ausscheiden. Dr. Liebeke und seine Kollegen fanden heraus, je mehr Polyphenole in der Nahrung der Würmer stecken, desto mehr Drilodefensin wird im Regenwurmdarm gebildet.

Das Schutzmolekül Drilodefensin der Würmer arbeitet im Prinzip wie eine Seife. Sie umhüllen die Nahrungseiweiße und Enzyme im Wurmdarm und verhindern das die Polyphenole daran binden können. Ohne diesen Schutz würden die pflanzlichen Polyphenole einen Prozess starten, der den Wurmdarm schädigen würde.

Der Nachweis dieser Stoffe im Darm wurde erst möglich durch ein auf Massenspektrometrie beruhendes bildgebendes Verfahren (MALDI-MS). Manuel Liebeke konnte mit dieser Technik genau verfolgen, in welchem Darmbereich sich das Defensin ansammelte. Der Wissenschaftler ist inzwischen am Bremer Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie in der Abteilung Symbiose tätig und forscht nun an marinen Würmern. Er sagt: „Diese neue Methodik der molekularen Mikroskopie wird unser Verständnis in der Biologie auf vielen Ebenen revolutionieren. Wir sind nun in der Lage, fast jedes Molekül in einem Lebewesen wie dem Regenwurm zu lokalisieren. Und wenn wir wissen, wo sich das Molekül anreichert, hilft es uns dabei seine mögliche Funktion zu verstehen.“

Rückfragen an
Dr. Manuel Liebeke
Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie, Celsiusstr. 1
D-28359 Bremen, Telefon:0421 2028 - 825
mliebeke@mpi-bremen.de

oder an den Pressesprecher
Dr. Manfred Schlösser
Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie, Celsiusstr. 1
D-28359 Bremen, Telefon:0421 2028 - 704
mschloes@mpi-bremen.de

Beteiligte Institute
Department of Surgery and Cancer, Imperial College London, London, UK;
Department of Materials, Imperial College London, UK;
Cardiff School of Biosciences, Cardiff University, Cardiff, UK;
Bruker Daltonik GmbH, Bremen, Germany;
Department of Chemistry, Chemistry Research Laboratory, University of Oxford, Oxford, UK
Centre for Ecology and Hydrology, Wallingford, Oxon, UK;
Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie, Bremen

Originalarbeit
Unique metabolites protect earthworms against plant polyphenols.
Liebeke, Manuel; Strittmatter, Nicole; Fearn, Sarah; Morgan, A John; Kille, Peter; Fuchser, Jens; Wallis, David, Palchykov, Vitalii; Robertson, Jeremy; Lahive, Elma; Spurgeon, David J; McPhail, David; Takáts, Zoltán; Bundy, Jacob G
Nature Communications 2015, DOI 10.1038/ncomms8869

Diese Arbeit wurde unterstützt durch das Natural Environment Research Council, UK.

Weitere Informationen:

http://www.mpi-bremen.de

Dr. Manfred Schloesser | Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Kaltwasserkorallen: Versauerung schadet, Wärme hilft
27.04.2017 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

nachricht Auf dem Gipfel der Evolution – Flechten bei der Artbildung zugeschaut
27.04.2017 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

Jenaer Akustik-Tag: Belastende Geräusche minimieren - für den Schutz des Gehörs

27.04.2017 | Veranstaltungen

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

VLC 200 GT von EMAG: Neue passgenaue Dreh-Schleif-Lösung für die Bearbeitung von Pkw-Getrieberädern

27.04.2017 | Maschinenbau

Induktive Lötprozesse von eldec: Schneller, präziser und sparsamer verlöten

27.04.2017 | Maschinenbau

Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

27.04.2017 | Informationstechnologie