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Tübinger Biologen ehren den Physiker Max Planck – mit einem Wurm

03.07.2013
Eine ungewöhnliche postume Ehre für den theoretischen Physiker Max Planck: Tübinger Biologen um Professor Ralf J. Sommer haben einen neu entdeckten Fadenwurm nach dem deutschen Nobelpreisträger benannt.

Pristionchus maxplancki ist damit die erste Art, die den Namen des 1947 verstorbenen Wissenschaftlers trägt. Der Fund aus Fernost verhilft Sommers Arbeitsgruppe am Max Planck Institut für Entwicklungsbiologie zu neuen Erkenntnissen über die vielfältigen Zusammenhänge zwischen Evolution, Genetik und Ökologie.


Pristionchus maxplancki im Vergleich mit einem menschlichen Haar
Foto & Grafik: Jürgen Berger / EM-Labor, MPI für Entwicklungsbiologie

Als der japanische Biologe Natsumi Kanzaki und sein deutscher Kollege Matthias Herrmann in einem Eichenwald in der Provinz Fukushima einen Hirschkäfer aufsammelten, ahnten sie noch nicht, welche Überraschung das imposante Insekt verbarg: Denn am Körper des Käfers versteckte sich ein mikroskopisch kleiner Fadenwurm, der den Zoologen bisher gänzlich unbekannt war.

Die Neuentdeckung bekam den offiziellen Namen Pristionchus maxplancki, zu Ehren des theoretischen Physikers Max Planck (1858 – 1947). Der nur einen Millimeter lange Wurm ist damit der erste Organismus, der den Namen des Nobelpreisträgers aus Göttingen trägt.

An Herrmanns 'Heimatlabor' am Max Planck Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen leitet Professor Ralf Sommer eine Arbeitsgruppe für integrative Evolutionsbiologie, die sich ganz auf die unscheinbaren Wirbellosen der Gattung Pristionchus spezialisiert hat. Darunter ist auch der Biologe Erik Ragsdale, der als Postdoc ebenfalls in dieser Arbeitsgruppe tätig ist. Seine Aufgabe bei diesem Projekt bestand darin, die Pristionchus-Arten hinsichtlich ihrer Mundwerkzeuge zu identifizieren und zu charakterisieren.

Zusammen mit Kanzaki, der an einem forstwissenschaftlichen Institut nordöstlich von Tokio forscht, machten sich Sommers Mitarbeiter an eine Versuchsreihe mit dem Überraschungsfund aus Fernost und konnten so zweifelsfrei zeigen, dass der asiatische Wurm tatsächlich mit keiner der bekannten Arten der Gattung identisch ist. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen haben die Forscher kürzlich in der Fachzeitschrift Zoological Science veröffentlicht; damit geht nun der Name Pristionchus maxplancki offiziell in die Annalen der Zoologie ein.

Max Planck war nicht nur ein brillanter theoretischer Physiker und Begründer der Quantenphysik, er hatte auch weit über den Horizont seines Fachs hinaus gedacht und gewirkt. Als nach dem 2. Weltkrieg ein Name für die Nachfolgeorganisation der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft (KWG) gesucht wurde, war Max-Planck-Gesellschaft deshalb eine naheliegende Wahl. Gemeinsam mit dem Chemiker Otto Hahn setzte Planck selbst den Grundstein dafür, die Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften, die ab 1946 seinen Namen trug, im Nachkriegsdeutschland zu etablieren. Heute forschen Wissenschaftler aus aller Welt an 80 Max-Planck-Instituten (MPIs) – darunter auch die Tübinger Einrichtung, an der nun P. maxplancki seine Karriere als Labortier beginnt und so den Namen des großen Physikers im ganz wörtlichen Sinne lebendig hält.

Ursprünglich hatte Sommer einen anderen Vertreter der Gattung, Pristionchus pacificus, von einem Forschungsaufenthalt in den USA ans Tübinger MPI gebracht, um die Entwicklungsvorgänge vom Ei über die Larvalstadien zum erwachsenen Tier zu studieren. Mittlerweile aber nehmen dort Spezialisten aus unterschiedlichsten Disziplinen den ganzen Familienclan der Gattung Pristionchus unter die Lupe. Genetiker, Ökologen, Neurowissenschaftler und Bioinformatiker untersuchen die Fadenwürmer aus ihren je ganz eigenen Blickwickeln, aber mit dem gemeinsamen Ziel, evolutionäre Zusammenhänge zu verstehen, losgelöst von den manchmal engen Grenzen der biologischen Unterdisziplinen.

Besonders achten sie beispielsweise auf die Mundformen, von der es bei jeder Pristionchus-Art zwei deutlich abgegrenzte Varianten gibt – schmal und lang oder breit und kurz. Dabei entscheiden nicht die Gene, ob ein Individuum schmal- oder breitmäulig daherkommt, sondern Umwelteinflüsse und Nahrungsangebot. Auch der neu entdeckte P. maxplancki kommt in diesen beiden Formen vor, zeigt aber zusätzlich einige charakteristische Besonderheiten in der Mundhöhle. Erik Ragsdale hofft nun, „dass uns P. maxplancki nun endlich mehr über die Rolle der unterschiedlichen Mundwerkzeuge im komplexen Lebenszyklus verrät.“

Dazu blicken die Forscher auch über den Tellerrand ihrer von Würmern bevölkerten Petrischalen hinaus. Denn Vertreter der Gattung Pristionchus leben in enger Gemeinschaft mit verschiedenen Käferarten. Die Würmer schaden ihrem Wirt dabei nicht, sie harren einfach in einem Ruhestadium aus, bis der Käfer stirbt. Die Trittbrettfahrer und ihre zahlreichen Nachkommen ernähren sich dann vom Käfer-Kadaver und den Pilzen und Bakterien, die auf den Überresten des Insekts wachsen. Dieser Lebensstil hat offenbar eine weite Verbreitung der unscheinbaren Tierchen begünstigt, denn die Pristionchus-Exemplare im Tübinger Wurm-Zoo stammen von Fundorten auf allen Kontinenten.

Sommers Mitarbeiter Matthias Herrmann, Spezialist für Biogeographie und unermüdlicher Sammelreisender, würde deshalb gerne wissen, wo die ursprüngliche Heimat der Gattung liegt und auf welchen Wegen sie die Welt erobert hat. Auch hier gibt der Neufund aus Japan wichtige Hinweise: Genetische Stammbäume mit DNA-Daten von P. maxplancki und einer weiteren neuentdeckten Art legen nahe, dass der Ursprung der Gattung in Südost-Asien liegt, in der Heimat des P. maxplancki also. Demnach hat sich Pristionchus von dort über die ganze Welt verbreitet – womöglich im Huckepack-Verfahren auf invasiven Käferarten.

In den kommenden Jahren will das Tübinger Team im Detail herausfinden, wie der komplexe Lebenszyklus, die Vielfalt der Formen der Würmer und die globale Verbreitung zusammenhängen – und so verstehen, wie die Evolution im Zusammenspiel von äußeren und inneren Einflüssen, von Genen und Umwelt, immer neue Formen hervorbringt.

Planck betonte stets die Bedeutung der exakten Beobachtung, des genauen Hinsehens, als den eigentlichen Kern aller wissenschaftlicher Arbeit. Insofern ist es auch durchaus passend, dass nun ein im Verborgen lebender Wurm seinen Namen trägt, der dem aufmerksamen Beobachter grundlegende Prozesse der Natur erschließt.

Nadja Winter | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.eb.tuebingen.mpg.de/de/forschung/abteilungen/evolutionsbiologie.html

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