Kammquallen können nach Verletzungen zu einem Tier verschmelzen

Paare von Kammquallen können sich nach einer Verletzung offenbar so nahtlos miteinander verbinden, dass am Ende ein einziges, voll funktionsfähiges Lebewesen entsteht – wie eine reale Version von Frankensteins Monster.

Zufallsfund bei der Meerwalnuss (Mnemiopsis leidyi) im Labor

Forschende im Vereinigten Königreich stiessen auf diese unheimliche Fähigkeit eher zufällig: In einer Gruppe gefangen gehaltener Meerwalnüsse (Mnemiopsis leidyi) entdeckten sie ein ungewöhnlich grosses Exemplar mit zwei Hinterenden.

Als das Team in dem, was früher nur eine einzelne Hälfte gewesen war, herumstochert, zuckte die gesamte zusammengewachsene Kammqualle zurück – so wie es im verstörenden Video unten zu sehen ist. Nach Einschätzung der Forschenden ist das ein Hinweis darauf, dass die zuvor getrennten Nervensysteme nun vollständig miteinander verschaltet sind.

„Ich war überrascht, als die Muskelkontraktionen der verschmolzenen Kammquallen synchron wurden“, sagte der Bioscientist Kei Jokura von der University of Exeter gegenüber ScienceAlert.

Verschmolzene Nerven- und Muskelsignale

Bei genauer Beobachtung stellte das Team zunächst fest, dass sich die beiden Teile des neu vereinten Tiers noch unabhängig voneinander bewegen konnten. Doch bereits zwei Stunden nach dem Zusammenwachsen verliefen bei der Mehrheit der Tiere die Muskelkontraktionen synchron.

Das deutet darauf hin, dass sich ihre Nervennetze – das einfache Nervensystem der Kammquallen – vollständig integriert haben.

Auch das Verdauungssystem wächst zusammen

Es blieb nicht bei der „Verdrahtung“ der Nervensysteme: Auch die Verdauungsorgane verbanden sich.

„Die verschmolzenen Kammquallen haben zwei Münder“, erklärt Jokura. „Wenn auf einer Seite Futter gegeben wurde, wurde das verdaute Material in den benachbarten Verdauungstrakt transportiert.“

Interessanterweise wurde der Kot aus beiden erhaltenen Afteröffnungen ausgeschieden – allerdings zu unterschiedlichen Zeitpunkten.

Einige Kammquallenarten (Ctenophoren) wie die Meerwalnuss verfügen über eine besonders schnelle Regenerationsfähigkeit. Genau deshalb sind sie als Labormodell für Wundheilung beliebt. Frühere Arbeiten hatten bereits gezeigt, dass sich Gewebe der Meerwalnuss leicht aufeinander verpflanzen lässt. Auf dieser Grundlage prüften Jokura und ein internationales Team ihre Vermutung, um den kuriosen Zufallsbefund gezielt nachzustellen.

Dazu verletzten sie mehrere Meerwalnüsse: Entlang der seitlichen Lappen wurde jeweils ein Einschnitt gesetzt, anschliessend hielt man die Tiere paarweise über Nacht getrennt. Am nächsten Tag zeigte sich bei neun von zehn Paaren M. leidyi, dass sie ohne sichtbare Naht zu einem einzigen Körper verschmolzen waren.

Was das in der Natur bedeuten könnte

Ob Meerwalnüsse dieses erstaunliche Kunststück auch in freier Wildbahn vollbringen können, ist bislang nicht bestätigt. Als Ctenophoren treiben sie frei zwischen planktonischem Leben an der weiten Oberfläche der Ozeane. Daher kommen sie vermutlich nicht oft nah genug an einen potenziellen „Fusionspartner“ heran.

Trotzdem hat Jokura mit seinem Team Ideen dazu, warum eine solche Fähigkeit evolutionär vorteilhaft sein könnte.

„Ein möglicher Vorteil ist, dass eine Fusion eine deutlich schnellere Erholung nach einer Verletzung ermöglicht als Regeneration“, sagte Jokura gegenüber ScienceAlert.

Die biologisch verschmolzenen Tiere wirkten zudem auch drei Wochen nach dem Zusammenwachsen vollkommen gesund.

Kammquallen (Ctenophoren), uralte Abstammung und fehlende Alloerkennung

Trotz ihres Namens und ihres gelatineartigen Körpers sind Kammquallen – bekannt für ihre schillernden, regenbogenbrechenden, haarähnlichen Strukturen – nur entfernt mit „echten“ Quallen verwandt. Diese Räuber leben von der Meeresoberfläche bis in die Tiefe und erreichen Grössen von wenigen Millimetern bis etwa 1,5 Metern.

Ctenophoren gehören zu einer derart alten Tierlinie, dass ihre Vorfahren als ernsthafte Kandidaten für das erste mehrzellige Tier gelten, das jemals auf der Erde existiert hat.

Dass einzelne Tiere so vollständig miteinander verschmelzen können, spricht dafür, dass ihnen Mechanismen fehlen, mit denen die meisten anderen Tiere zwischen „selbst“ und „nicht selbst“ unterscheiden. Genau diese Alloerkennung ist der Grund, warum Blut- und Organspenden zwischen Menschen so schwierig sind.

„Angesichts der evolutionären Stellung der Kammquallen könnten ihnen die Gene fehlen, die für Alloerkennung nötig sind, aber sicher ist das nicht“, erklärt Jokura. „Ich glaube, dass die Evolution von Alloerkennungsmechanismen eng mit der Evolution mehrzelliger Tiere zusammenhängt.“

Jokura möchte nun genauer verstehen, welche Mechanismen dahinterstecken, dass sich die neuronale Aktivität zweier einzelner Tiere so effektiv zu einem funktionierenden Ganzen verbinden kann.

„Alloerkennungsmechanismen stehen mit dem Immunsystem in Verbindung, und die Fusion von Nervensystemen ist eng mit der Regenerationsforschung verknüpft“, sagte Jokura in einer Pressemitteilung. „Wenn wir die molekularen Mechanismen hinter dieser Fusion aufklären, könnte das diese entscheidenden Forschungsfelder voranbringen.“

Die Studie wurde in Current Biology veröffentlicht.