Ein Bild eines Bärtierchens unter dem Mikroskop.(Bildnachweis: STEVE GSCHMEISSNER/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Getty Images)
Tardigraden, die allgegenwärtigen mikroskopischen Tiere, die Gummibärchen mit acht Beinen ähneln, sind für ihre Fähigkeit bekannt, einige der härtesten Umweltbedingungen über Jahrzehnte ohne Nahrung und Wasser zu überleben.
Diese widerstandsfähigen Tiere können problemlos Strahlungswerte ertragen, die für die meisten anderen Lebensformen tödlich wären, sowie extreme Temperaturen und sogar im Vakuum des Weltraums überleben. Einige Wissenschaftler sind der Meinung, dass die Entdeckung der Gene, die für ihre bemerkenswerte Widerstandsfähigkeit, insbesondere gegenüber ultrahoher Strahlung, verantwortlich sind, eine Reihe potenzieller Anwendungen erschließen könnte, von der Krebsforschung bis hin zur Weltraumerkundung.
Und wir sind vielleicht näher dran als je zuvor, sie zu entschlüsseln. Chinesische Wissenschaftler haben jetzt eine neue Bärtierchenart identifiziert, die Tausende von Genen besitzt, die aktiver werden, wenn sie der Strahlung ausgesetzt sind. Die Ergebnisse deuten auf ein komplexes Verteidigungssystem hin, das die DNA der Bärtierchen vor strahlenbedingten Schäden schützt und den Weg für die Entwicklung eines besseren Schutzes für Astronauten vor den Belastungen lang andauernder Missionen ebnen könnte, so die Forscher.
Die neue Art, die nach der chinesischen Provinz Henan, in der sie vor etwa sechs Jahren gesammelt wurde, Hypsibius henanensis genannt wird, wurde mit Strahlungsdosen beschossen, die um ein Vielfaches höher waren als die, die für Menschen tödlich wären. Das Bombardement beeinträchtigte 2.801 Bärtierchengene, die mit der DNA-Reparatur, der Zellteilung, dem Hormonstoffwechsel und der Immunreaktion in Verbindung stehen, heißt es in einer am 25. Oktober in der Zeitschrift Science veröffentlichten Arbeit.
Eines der am stärksten aktiv gewordenen Gene mit der Bezeichnung DODA1 scheint Strahlenschäden zu widerstehen, indem es Bärtierchen in die Lage versetzt, antioxidative Pigmente, so genannte Betalains, zu produzieren, die einige der schädlichen reaktiven Chemikalien in den Zellen, die durch Strahlung verursacht werden, auslöschen können. Als die Forscher menschliche Zellen mit den Betalainen eines Bärtierchens behandelten, stellten sie fest, dass die Zellen die Strahlung viel besser überlebten als unbehandelte Zellen, sagte Studienmitautor Lingqiang Zhang, der Molekular- und Zellbiologe am Beijing Institute of Lifeomics ist, gegenüber Nature News.
Tardigraden, auch bekannt als Wasserbären oder Moosschweinchen, sind aufgrund ihrer außergewöhnlichen Widerstandsfähigkeit Gegenstand umfangreicher Forschungen gewesen. Im Jahr 2007 waren sie die ersten Tiere, die den Aufenthalt im Weltraum überlebten, nachdem eine russische Raumkapsel 3.000 lebende Bärtierchen auf einer europäischen Mission in eine niedrige Erdumlaufbahn befördert und sie zehn Tage lang dem harten Vakuum des Weltraums ausgesetzt hatte. 68 Prozent von ihnen überlebten und brachten normale Nachkommen zur Welt. Dasselbe geschah mit Bärtierchen, die 2011 auf dem letzten Flug der NASA-Raumfähre Endeavour ins All geschossen wurden.
Bärtierchen wurden auf der Foton-M3-Mission der ESA im Jahr 2007 in einer Biopan-Anlage gehalten. Der Deckel war 10 Tage lang in der Erdumlaufbahn geöffnet. (Bildnachweis: ESA – S.Corvaja)
Ein paar tausend Bärtierchen wurden auf der Mondoberfläche verschüttet, nachdem sie an Bord des israelischen Raumschiffs Beresheet, das bei der Landung abstürzte, dorthin gelangt waren. Die Tatsache, dass die Exemplare auf dem Mondboden schlummerten, warf zwar ethische Fragen auf, doch Mikrobiologen halten ihre Chancen, den Mond zu besiedeln, für gleich null, da es dort weder Sauerstoff noch flüssiges Wasser gibt.
Die letzte Reise der Bärtierchen ins All war 2021 zur Internationalen Raumstation, wo eine Langzeitstudie über ihre Gene und andere Überlebenstechniken durchgeführt wird.
„Wir wollen sehen, welche ‚Tricks‘ sie anwenden, um zu überleben, wenn sie im Weltraum ankommen, und im Laufe der Zeit, welche Tricks ihre Nachkommen anwenden“, sagte Thomas Boothby, ein außerordentlicher Professor für Molekularbiologie an der Universität von Wyoming, in einer früheren NASA-Erklärung. „Sind sie gleich oder ändern sie sich über Generationen hinweg? Wir wissen einfach nicht, was wir erwarten können.“
Wissenschaftler wissen aus früheren Forschungen, dass Bärtierchen unter ungünstigen Bedingungen überleben, indem sie ihren Stoffwechsel schnell einstellen, wodurch sie einen Großteil ihres Körperwassers verlieren und auf die Hälfte ihrer normalen Größe schrumpfen – ein Zustand, der als Kryptobiose bekannt ist. Nach ihrer Rückkehr aus dem Weltraum erlangten sie ihre frühere Vitalität innerhalb von nur 30 Minuten nach der Flüssigkeitszufuhr wieder.
Die winzigen Lebewesen sind wahrscheinlich auch in der Lage, haufenweise Antioxidantien zu produzieren – wie das neu entdeckte Reservoir an Betalinen – um schädliche, strahlenbedingte Veränderungen in ihrem Körper zu bekämpfen, so die Wissenschaftler.
„Wir haben gesehen, dass sie dies als Reaktion auf die Strahlung auf der Erde tun“, sagt Boothby. „Wir denken, dass die Art und Weise, wie sich Bärtierchen entwickelt haben, um extremen Umgebungen auf der Erde zu widerstehen, sie auch vor den Belastungen des Weltraums schützt.“
