„Wurmverwandschaften“ in Nature aufgeklärt

Evolutionsbiologen und Bioinformatiker der Universität Potsdam haben zusammen mit Kollegen weiterer Forschungseinrichtungen die strittigen Verwandtschaftsverhältnisse innerhalb des Stammes der Ringelwürmer (Annelida) aufgeklärt.

Den Durchbruch erzielten sie durch eine Kombination von umfangreichen genetischen Untersuchungen mit bio-mathematischen Analysen. Insbesondere konnten sie so nachweisen, dass die an Land lebenden Arten, wie beispielsweise der Regenwurm, nicht von frei beweglichen sondern von sesshaften Formen im Meer abstammen. Die Ergebnisse bestätigen eine vor 150 Jahren aufgestellte Theorie, die zwischenzeitlich als widerlegt galt. Sie erscheinen am 3. März 2011 im renommierten Fachmagazin Nature.

Ringelwürmer gehören zu den artenreichsten und am weitesten verbreiteten Gruppen im Tierreich. Sie spielen eine wichtige Rolle in den verschiedenen Ökosystemen, etwa als Bodenbelüfter wie der Wattwurm und der Regenwurm. Darüber hinaus dienen sie als Anzeiger für die Qualität von Gewässern, wie der Wurm Tubifex, und werden sogar in der Medizin angewendet, beispielsweise Blutegel.

Die Verwandtschaftsverhältnisse dieses Tier-Stammes versuchen Biologen seit 150 Jahren aufzuklären. Lange ging man davon aus, dass sich die landbewohnenden Gürtelwürmer (z. B. Regenwurm und Blutegel) sehr früh in der Evolution von den im Meer lebenden Borstenwürmern abgespalten haben. Die Borstenwürmer gliederte man damals in zwei Hauptgruppen: Zu den Errantia zählten die frei beweglichen marinen Borstenwürmer. Die zweite Gruppe, die Sedentaria, umfasste die marinen sesshaften, also nicht frei beweglichen Borstenwürmer. Aufgrund von Untersuchungen körperlicher Merkmale wurde diese Theorie in den 1980er Jahren wieder verworfen. Jedoch waren die verwandtschaftlichen Beziehungen der Ringelwürmer weiterhin strittig. Ein großes Projekt der Deutschen Forschungsgemeinschaft, an dem neben der Universität Potsdam auch die Universitäten Osnabrück, Mainz und Leipzig sowie das Max-Planck-Institut für Molekulare Genetik in Berlin beteiligt sind, sollte mehr als 100 Jahre alte Frage endgültig klären. Die Arbeiten, an denen die Potsdamer Zoologen Christoph Bleidorn (jetzt Uni Leipzig) und Ralph Tiedemann maßgeblich mitgewirkt haben, konnten nun den wesentlichen Beitrag dazu liefern.

Die Forscher extrahierten für ihre Untersuchungen die so genannte mRNA von verschiedenen Ringelwurm-Arten. Die mRNA ist ein Zwischenprodukt auf dem Weg von der genetischen Information zu Aminosäuren bzw. den daraus zusammengesetzten Eiweißen. Insgesamt verglichen sie bei 34 Arten die entsprechenden Sequenzen von rund 50.000 Aminosäuren. Die Auswertung der enormen Datenmenge war nur mithilfe von speziell entwickelten Computerprogrammen möglich. Ihre Ergebnisse rehabilitieren im Wesentlichen die alte Theorie mit ihrer Einteilung in die Hauptgruppen Errantia und Sedentaria. Zudem belegen sie, dass die landlebenden Ringelwürmer von sesshaften Meeres-Ringelwürmer abstammen. Darüber hinaus konnte einige Arten, deren Einordnung fraglich war, nun eindeutig ihre Position innerhalb der Ringelwurm-Verwandtschaft zugewiesen werden.

Kontakt: Prof. Dr. Ralph Tiedemann, Institut für Biochemie und Biologie, Telefon: 0331/977-5249, E-Mail: tiedeman@uni-potsdam.de