Regenwürmer: Schutzschild gegen giftige Kost
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- Verteilung der Drilodefensine im Wurm. Hier die Ergebnisse der massenspektroskopischen Untersuchung (MALDI-MS) im Querschnitt des Wurms. Quelle: Manuel Liebeke
07.08.2015 -
Ob im Garten, auf Feldern und Wiesen oder im tropischen Regenwald: Regenwürmer sind überall zu finden. Auch wenn sie nicht jeder mag, die Tiere leisten einen enorm wichtigen Beitrag zur Verbesserung der Böden. Denn Regenwürmer ernähren sich auch von giftigen Stoffen, die sie aus totem Pflanzenmaterial ziehen. Max-Planck-Forscher aus Bremen fanden nun heraus, wie sich die Würmer gegen gefährliche Bestandteile ihrer Kost schützen. Ihre Studie ist im Fachjournal Nature Communications (2015, Online-Veröffentlichung) erschienen.
Was Pflanzen zum Schutz gegen Frassfeinden dient, ist für Regenwürmer ein überlebenswichtiger Nahrungsbestandteil: Polyphenole. Die Stoffe wirken als Antioxidantien und sind für die Farbgebung der Pflanze verantwortlich. Gleichzeitig sind Polyphenole für viele Pflanzenfresser nur schlecht bekömmlich, weil sie deren Verdauungsprozesse blockieren. Für Regenwürmer machen die giftigen Pflanzenstoffe einen großen Anteil ihrer Nahrung aus. Doch wie gelingt es ihnen, die Polyphenole zu verdauen, ohne Schaden zu nehmen? Dieser Frage sind Forscher vom Bremer Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie auf den Grund gegangen. Das Team um Manuel Liebeke identifizierte dabei im Darm der Regenwürmer Moleküle, die dem Wurm als schützendes Gegenmittel dienen. Die sogenannten Drilodefensine setzen danach die pflanzlichen Abwehrstoffe außer Gefecht und kurbeln so die Nahrungsverdauung an.
Schutzmolekül setzt Giftstoffe außer Gefächt
„Es gibt weltweit eine Menge von diesen Wirkstoffen, weil es sehr viele Regenwürmer gibt, teilweise bis zu 300 pro Quadratmeter. Die Gesamtmasse der Drilodefensine ist beträchtlich, verteilt auf die Weltbevölkerung ungefähr ein Kilogramm pro Mensch“, erklärt Manuel Liebeke. Liebeke und sein Team stellten fest: Je mehr Polyphenole in der Nahrung der Würmer stecken, desto mehr Drilodefensin wird im Regenwurmdarm gebildet. Der Studie zufolge umhüllt das Schutzmolekül Drilodefensin die Nahrungseiweiße und Enzyme im Wurmdarm und verhindern so, dass die Polyphenole daran binden können. Anderenfalls würden die pflanzlichen Polyphenole auch den Darm des Wurmes schädigen.
Massenspektrometrie weist Schutzmolekül nach
Mittels Massenspektrometrie konnten die Forscher das Schutzmolekül im Darm der Würmer nachweisen und genau verfolgen, wo sich das Defensin ansammelte. Liebeke ist überzeugt, dass dieses neue bildgebende Verfahren MALDI-MS das Verständnis in der Biologie auf vielen Ebenen revolutionieren wird. „Wir sind nun in der Lage, fast jedes Molekül in einem Lebewesen wie dem Regenwurm zu lokalisieren. Und wenn wir wissen, wo sich das Molekül anreichert, hilft es uns dabei seine mögliche Funktion zu verstehen.“
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