Rippenquallen verschmelzen zu einem einzigen Organismus

Verletzte Rippenquallen können sich zu zweit nahtlos zu einem einzigen, voll funktionsfähigen Organismus verbinden – wie Frankensteins Monster in der Realität.

Forschende im Vereinigten Königreich stiessen zufällig auf diese bizarre Fähigkeit, als sie in einer Gruppe gefangen gehaltener Meerwalnüsse (Mnemiopsis leidyi) ein ungewöhnlich grosses Exemplar mit zwei Hinterenden entdeckten.

Als die Wissenschafter:innen einen Bereich reizten, der vor der Verschmelzung zu einer einzelnen Hälfte gehört hatte, zuckte das gesamte verbundene Tier zusammen. Das zeigt das verstörende Video unten. Laut dem Forschungsteam deutet dies darauf hin, dass die zuvor getrennten Nervensysteme nun vollständig miteinander integriert sind.

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

Verschmolzene Rippenquallen teilen Nervensystem und Verdauung

Nicht nur ihre Nervensysteme hatten sich verbunden: Auch die Verdauungssysteme waren miteinander verschmolzen.

„Die verschmolzenen Rippenquallen haben zwei Münder“, erklärt Jokura. „Wurde einer Seite Nahrung gegeben, gelangte das verdaute Material in den benachbarten Verdauungstrakt.“

Der dabei entstehende Kot wurde über beide erhaltenen Hinterenden ausgeschieden – bemerkenswerterweise zu unterschiedlichen Zeitpunkten.

Einige Arten von Rippenquallen (Ctenophoren), darunter die Meerwalnuss, verfügen über eine rasche Regenerationsfähigkeit. Deshalb sind sie zu beliebten Labormodellen für die Wundheilungsforschung geworden. Frühere Untersuchungen hatten bereits gezeigt, dass Gewebe von Meerwalnüssen leicht aneinander anwächst. Jokura und ein internationales Forschungsteam prüften daher, ob sich ihre seltsame Beobachtung wiederholen liess.

Dafür verletzten sie mehrere Meerwalnüsse, indem sie jeweils einen Schnitt entlang der Seitenlappen setzten, und hielten sie über Nacht paarweise isoliert. Am nächsten Tag waren neun von zehn Paaren von M. leidyi nahtlos zu einem einzigen Körper zusammengewachsen.

Bei genauerer Beobachtung bewegte sich jedes Tier der vereinigten Rippenquallen zunächst noch unabhängig. Bereits zwei Stunden nach der neuen Verbindung waren jedoch die meisten Muskelkontraktionen synchronisiert.

Dies spricht dafür, dass ihre Nervennetze – die einfachen Nervensysteme der Rippenquallen – nun vollständig miteinander verbunden sind.

Warum die Verschmelzung der Meerwalnüsse vorteilhaft sein könnte

Ob Meerwalnüsse dieses erstaunliche Kunststück auch in freier Wildbahn vollbringen können, müssen die Forschenden noch bestätigen. Diese Ctenophoren-Art treibt frei zwischen dem Plankton an der riesigen Meeresoberfläche. Daher kommen einzelne Tiere vermutlich nicht oft nahe genug an einen möglichen Verschmelzungspartner heran.

Jokura und sein Team haben allerdings einige Überlegungen dazu, weshalb die Fähigkeit zur Verschmelzung einen evolutionären Vorteil bieten könnte.

„Ein möglicher Vorteil besteht darin, dass die Verschmelzung im Vergleich zur Regeneration eine wesentlich schnellere Erholung nach einer Verletzung ermöglicht“, sagte Jokura gegenüber ScienceAlert.

Die biologischen Verschmelzungen wirkten auch drei Wochen nach ihrem Zusammenschluss noch vollkommen gesund.

Rippenquallen und die Erkennung von Selbst und Nicht-Selbst

Trotz ihres Namens und ihrer gallertartigen Gestalt sind Rippenquallen, die für ihre schillernden, regenbogenbrechenden haarähnlichen Tentakel bekannt sind, nur entfernt mit echten Quallen verwandt. Diese Räuber kommen von der Meeresoberfläche bis in die Tiefsee vor und reichen in ihrer Grösse von wenigen Millimetern bis zu etwa 1,5 Metern.

Ctenophoren gehören zu einer derart alten Tierlinie, dass ihre Vorfahren zu den wichtigsten Kandidaten für das erste vielzellige Tier zählen, das je auf der Erde existierte.

Dass einzelne Rippenquallen so vollständig miteinander verschmelzen können, legt nahe, dass ihnen die Mechanismen fehlen, mit denen die meisten anderen Tiere zwischen „Selbst“ und „Nicht-Selbst“ unterscheiden. Diese Alloerkennung ist auch der Grund, warum Blut- und Organspenden zwischen Menschen so schwierig sind.

„Angesichts der evolutionären Stellung der Rippenquallen könnten ihnen die für die Alloerkennung erforderlichen Gene fehlen, doch sicher ist das nicht“, erklärt Jokura. „Ich glaube, dass die Entwicklung von Alloerkennungsmechanismen eng mit der Evolution vielzelliger Tiere verbunden sein könnte.“

Jokura möchte nun herausfinden, durch welche Mechanismen sich die neuronale Aktivität der beiden einzelnen Tiere so wirksam vereint.

„Die Alloerkennungsmechanismen stehen mit dem Immunsystem in Zusammenhang, und die Verschmelzung von Nervensystemen ist eng mit der Regenerationsforschung verknüpft“, sagt Jokura in einer Pressemitteilung. „Die molekularen Mechanismen hinter dieser Verschmelzung aufzuklären, könnte diese entscheidenden Forschungsbereiche voranbringen.“

Die Studie wurde in Current Biology veröffentlicht.