Das Geheimnis einer Qualle, die die Zeit zurückdreht
Viele Organismen wurden bereits auf ihre Fähigkeit untersucht, das Altern zu verlangsamen. Doch ein winziger Hydrozoe aus dem warmen Mittelmeer geht einen weitaus radikaleren Weg: Wenn ihr Leben bedroht ist, kann Turritopsis dohrnii ihre biologische Uhr tatsächlich zurückdrehen. Kleiner als ein Fingernagel und fast durchsichtig, hat sich dieses Lebewesen in der Wissenschaft einen bemerkenswerten Beinamen verdient — die "unsterbliche Qualle".
Körperliche Merkmale und Lebensraum
Der schirmförmige Körper (die Meduse) eines ausgewachsenen Turritopsis dohrnii misst meist nur 4 bis 5 Millimeter im Durchmesser, manche Exemplare erreichen bis zu 9 Millimeter. Der Körper ist glasklar, der Magen rötlich gefärbt, und am Rand des Schirms sitzen zwischen acht und neunzig feine Tentakel. Die Art ernährt sich hauptsächlich von Plankton, kleinen Krebstieren und Fischeiern. Ursprünglich vermutlich aus dem westlichen Mittelmeer stammend, ist sie heute in weiten Teilen der warmen und subtropischen Meere der Welt verbreitet.
Eine zufällige Entdeckung
Die außergewöhnliche Fähigkeit der Art wurde durch die Neugier eines Doktoranden entdeckt. 1988 ließ der deutsche Biologe Christian Sommer, der an der Universität Genua Quallenlarven untersuchte, ein Glas mit Proben eine Zeit lang unbeobachtet stehen. Als er zurückkehrte, fand er statt der erwarteten toten Larven Organismen vor, die in ein früheres Polypenstadium zurückgekehrt waren. Diese Beobachtung wurde zunächst als Kuriosität abgetan, später jedoch durch Laborexperimente des italienischen Biologen Ferdinando Boero und des japanischen Forschers Shin Kubota bestätigt: Die erwachsene Medusenform der Art konnte sich, wenn sie mit dem Tod konfrontiert wurde, wieder in eine Polypenkolonie verwandeln.
Zellen, die ihre Identität wechseln: Transdifferenzierung
Der Mechanismus hinter dieser Rückwandlung wird als Transdifferenzierung bezeichnet. Normalerweise behält eine ausgereifte, spezialisierte Zelle — etwa eine Muskelzelle — dauerhaft ihre Funktion und wird nie zu einem anderen Zelltyp. Bei Turritopsis dohrnii ist das anders: Unter Stress verfügt die Meduse über ein genetisches Programm, das flexibel genug ist, um selbst Muskelzellen in Nerven- oder Fortpflanzungszellen umzuwandeln. Das Tier verliert zunächst seinen schirmförmigen Körper, wird zu einer Zyste aus einer Zellmasse, und diese Zyste setzt sich anschließend am Meeresboden fest und entwickelt sich zu einer neuen Polypenkolonie. Während die Kolonie wächst, sprossen genetisch identische neue Medusen aus ihr hervor. Das Individuum stirbt also nicht wirklich — seine Zellen ordnen sich neu und führen es in ein jugendliches Stadium zurück.
Wann wird die Rückwandlung ausgelöst?
Dies ist keine zufällig gewählte Lebensweise, sondern eine Überlebensstrategie. Studien zeigen, dass existenzbedrohende Bedingungen — Hunger, plötzliche Temperaturschwankungen, körperliche Verletzungen oder Mangelernährung — diese Umwandlung auslösen. Im Labor gelang es Wissenschaftlern, dasselbe Individuum mehrfach durch diesen Zyklus zu schicken, was darauf hindeutet, dass die Art sich theoretisch unbegrenzt oft "verjüngen" könnte.
Wie sie sich über die Ozeane verbreitete
Die vermutlich im westlichen Mittelmeer entstandene Art wird heute in Meeren von Japan bis zur Karibik und vom Nordatlantik bis zu den Küsten Australiens beobachtet. Wissenschaftler führen diese weltweite Ausbreitung größtenteils auf das Ballastwasser von Schiffen zurück: Mit dem zwischen Hafenstädten transportierten Wasser gelangten auch Polypenkolonien in neue Regionen und siedelten sich dort an. Dadurch ist Turritopsis dohrnii zugleich zu einer weltweit verbreiteten invasiven Art geworden.
Warum sie für die Wissenschaft wertvoll ist
Dieses kleine Lebewesen ist zu einem wichtigen Modellorganismus für die Altersforschung und die Stammzellenforschung geworden. Genomstudien haben gezeigt, dass die Art im Vergleich zu anderen Quallenarten zusätzliche Kopien von Genen besitzt, die an der DNA-Reparatur beteiligt sind, und dass diese Gene je nach Lebensstadium aktiviert oder stillgelegt werden können. Forscher vermuten, dass das Verständnis darüber, wie sich diese Fähigkeit zum Zellidentitätswechsel in menschlichen Zellen auslösen ließe, neue Wege zur Reparatur geschädigten Gewebes und zur Bekämpfung altersbedingter Krankheiten eröffnen könnte. Die zelluläre Flexibilität einer Qualle direkt auf die menschliche Biologie zu übertragen, bleibt zwar ein fernes Ziel, doch der Mechanismus selbst liefert wertvolle Hinweise darauf, wie regulatorische Gene funktionieren.
Keine "echte" Qualle, sondern ein Hydrozoe
Auch die taxonomische Einordnung von Turritopsis dohrnii sorgt oft für Verwirrung. Obwohl sie umgangssprachlich als "Qualle" bezeichnet wird, gehört sie nicht zu den "echten Quallen" der Klasse Scyphozoa, sondern zur Klasse Hydrozoa, zu deren nächsten Verwandten auch Süßwasserpolypen (Hydren) zählen. Auch Hydren sind für ihre starke Regenerationsfähigkeit bekannt, doch das Besondere an Turritopsis dohrnii ist, wie radikal ihre Variante dieses Kunststücks ist — der vollständige Rückweg vom ausgewachsenen Medusenstadium bis zum frühen Polypenstadium. Damit zählt sie zu den extremsten bekannten Beispielen einer Umkehrung des Lebenszyklus im Tierreich.
Eine geduldige Laborbeobachtung
Der Biologe Shin Kubota vom Seto Marine Biological Laboratory der Universität Kyoto in Japan beobachtet und dokumentiert die Art seit Jahrzehnten regelmäßig. Indem er ein einzelnes Individuum wiederholt durch den Transformationsprozess führte, zeigte Kubota, dass es sich nicht um einen Zufall, sondern um eine reproduzierbare biologische Reaktion handelt. Solche Laborbeobachtungen sind zeitaufwendig und erfordern große Sorgfalt, da jedes Individuum nur wenige Millimeter groß ist und unter dem Mikroskop beobachtet werden muss. Dennoch konnte durch diese geduldige Arbeit wissenschaftlich dokumentiert werden, dass die Rückwandlung unter bestimmten Bedingungen zuverlässig ausgelöst werden kann.
Ist sie wirklich "unsterblich"?
Der Begriff "unsterblich" kann hier irreführend sein: Die Art ist weder gegen Fressfeinde noch gegen Krankheiten oder physische Zerstörung immun. Wird sie von einem Fisch gefressen oder ihr Körper schwer beschädigt, kann diese Fähigkeit sie nicht retten. Ihre eigentliche Besonderheit besteht darin, dass natürliches Altern und viele Stressfaktoren nicht zu ihrem dauerhaften Tod führen — das Individuum kann sich auf zellulärer Ebene zurücksetzen und seinen Lebenszyklus neu starten. Wissenschaftler bevorzugen daher den engeren Begriff "biologische Unsterblichkeit": das Ausbleiben des natürlichen Alterstods bei fortbestehender Verwundbarkeit gegenüber äußeren Bedrohungen.
Dieser winzige Hydrozoe ist ein Beweis dafür, dass die Evolution manchmal ihre eindrucksvollsten Lösungen im kleinsten Maßstab hervorbringt. Die Zellen eines mit bloßem Auge kaum sichtbaren Lebewesens liefern ein konkretes Laborbeispiel für eine Frage, der die Menschheit seit Jahrhunderten nachgeht: Lässt sich das Altern umkehren?