Forschung

03. Februar 2011 20:00; Akt: 03.02.2011 16:26 Print

Der Wasserfloh ist der Gen-Rekordhalter

Winzig klein und doch ungeheuer komplex: Der Wasserfloh hat nicht weniger als 31'000 Gene. Das sind 8000 mehr als der Mensch und mehr als jedes andere bisher untersuchte Lebewesen.

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Der Wasserfloh hat mehr Gene als alle anderen bisher untersuchten Lebewesen. (Bild: UFZ, Andre Kuenzelmann)

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Der auf den ersten Blick unscheinbare Gemeine Wasserfloh, Daphnia pulex, fasziniert die Wissenschaft seit mehr als hundert Jahren. Zum einen bilden die wenige Millimeter kleinen Krebstierchen einen zentralen Bestandteil der Nahrungskette im Wasser, weshalb Aquarienbesitzer sie als Fischfutter nutzen.

Zum andern sind sie interessante Studienobjekte, weil sich die Weibchen sowohl durch Sex als auch in Abwesenheit von Männchen ungeschlechtlich vermehren können. Und schliesslich reagieren die Tierchen empfindlich auf Umweltbelastungen: Mit dem sogenannten Daphnientest prüfen Toxikologen die Qualität von Gewässern.

Äusserst anpassungsfähig

Nun halten Tiere auch den Rekord betreffend Genreichtum, wie ein Team unter der Leitung der Indiana University in Bloomington (USA) in «Science» berichtet. Und 36 Prozent der 30'907 entdeckten Erbanlagen sind von keinem anderen Organismus bekannt.

«Die hohe Zahl der Gene basiert zum Grossteil darauf, dass sich die Gene vervielfältigen und in grösserem Masse Kopien herstellen als bei jeder anderen Spezies», sagte Projektkoordinator John Colbourne. «Wir schätzen, dass die Rate drei Mal höher liegt als bei anderen Wirbellosen und um etwa 30 Prozent höher als beim Menschen.»

Vermutlich macht dies die Tiere besonders anpassungsfähig. «Da die Mehrheit der duplizierten und unbekannten Gene empfindlich auf die Umgebung reagiert, könnte ihre Anhäufung im Erbgut den flexiblen Umgang von Daphnia mit Umweltveränderungen erklären», vermutet Colbourne.

Panzer wachsen lassen

Tatsächlich können sich die Tiere verschiedenen Temperaturen, Sauerstoffkonzentrationen, Giftstoffen und pH-Werten anpassen. Bei Bedrohung durch Fressfeinde verändern sie sogar ihren Körperbau und bilden zum Beispiel zusätzliche Panzer oder Zähne.

Die Erforschung der Tiere soll nun grundsätzlichen Aufschluss darüber geben, wie das Erbgut auf Veränderungen der Umwelt reagiert. Dies ist umso interessanter, als kein anderes wirbelloses Tier mehr Gene mit dem Menschen teilt.

«Bisher wurden Daphnien in erster Linie dazu benutzt, die Qualität aquatischer Ökosysteme zu überwachen», sagt Joseph Shaw von der Indiana University. Aber angesichts der vielen gemeinsamen Gene von Daphnia und Mensch seien sie nun auch äusserst interessant als Modellorganismus für Fragen, die direkt die menschliche Gesundheit betreffen.

(sda)