Proben aus dem sibirischen Permafrost Forscher wecken Mini-Organismen nach 24.000 Jahren im Eis auf

In einem Kinothriller würde man jetzt langsam unruhig werden: Russische Wissenschaftler haben Kleinlebewesen aufgetaut, die Jahrtausende im Eis erstarrt waren. Die Winzlinge waren verblüffend aktiv.
Rädertierchen unter dem Mikroskop

Rädertierchen unter dem Mikroskop

Foto: Michael Plewka / dpa

Rädertierchen sind zwar nur unter dem Mikroskop zu erkennen – aber sie sind absolute Überlebenskünstler. Extreme Trockenheit, lange Hungerperioden, Sauerstoffmangel und Kälte machen den 0,1 bis 0,5 Millimeter kleinen Organismen nichts aus. In früheren Studien hatten Forscherinnen und Forscher zeigen können, dass die Tiere im gefrorenen Zustand bis zu zehn Jahre überleben können.

Doch diese Leistung verblasst etwas angesichts der Ergebnisse einer nun veröffentlichten Studie: Aus dem sibirischen Permafrostboden (lesen Sie hier mehr über diesen Kohlenstoffspeicher in Gefahr) haben Forschende lebensfähige Rädertierchen geborgen – und die waren für nicht weniger als 24.000 Jahre eingefroren. Das Besondere daran: Nach dem Auftauen begannen sich die Mehrzeller sogar zu teilen.

»Unsere Studie ist der bislang deutlichste Beweis dafür, dass mehrzellige Tiere Zehntausende von Jahren in Kryptobiose, dem Zustand eines fast vollständig zum Stillstand gekommenen Stoffwechsels, überstehen können«, so Stas Malavin vom russischen Institut für physikalisch-chemische und biologische Probleme der Bodenkunde. Zusammen mit anderen ist er Autor eines Artikels im Fachmagazin »Current Biology« .

Die Forscherinnen und Forscher des Instituts sind darauf spezialisiert, mikroskopische Organismen aus dem sibirischen Permafrostboden zu isolieren: Für die Probensammlung werden Bohrungen an einigen der entlegensten Orte der Arktis vorgenommen. Auf diese Weise fanden die Forscher bereits zahlreiche einzellige Mikroben. Es wurden auch bereits 30.000 Jahre alte Fadenwürmer und Moose nach vielen tausend Jahren im Eis regeneriert.

Lebensraum in und am Wasser

Zur Liste der widerstandsfähigen Organismen kommen nun Rädertierchen hinzu. Bislang wurden weltweit etwa 2000 teilweise sehr unterschiedliche Arten beschrieben, deren Körper sich grob in drei Teile gliedern lässt: einen aus zwei Anhängen bestehenden Fuß mit Klebedrüsen, einen Rumpf sowie einen Kopf mit dem namensgebenden Räderorgan. Dieses besteht aus beweglichen Wimpernfeldern oder -kränzen, mit denen sich die Tiere zum einen fortbewegen, zum anderen Nahrung zu sich heranholen. Ihr Lebensraum befindet sich vor allem im und am Wasser, wo sie sich hauptsächlich von Algen und Kleinplankton ernähren.

»Ein Traum vieler Fantasy-Autoren«

Stas Malavin, Russisches Institut für physikalisch-chemische und biologische Probleme der Bodenkunde

In den Permafrostproben hatten die Forschenden Rädertiere der Gattung Adineta gefunden. Das Alter der Tiere ließ sich mit der Radiokarbondatierung bestimmen. Nach dem Auftauen waren die Tiere in der Lage, sich über Parthenogenese – eine Form der eingeschlechtlichen Fortpflanzung – zu vermehren. Daraus züchteten die Wissenschaftler eine zweite Kultur von Rädertieren, anhand derer sie den Prozess des Einfrierens und Auftauens im Labor studierten.

Konkret froren sie die Tierchen bei einer Temperatur von minus 15 Grad Celsius für eine Woche ein. Auch Exemplare heutiger Populationen legten sie zum Vergleich auf Eis. Die Versuche zeigten, dass die meisten Rädertierchen die Bildung von Eiskristallen, die beim langsamen Einfrieren entstehen, überstehen konnten – ein Hinweis darauf, dass sie über einen Mechanismus verfügen, der ihre Zellen und Organe bei extrem niedrigen Temperaturen vor Schaden schützt. »Das bedeutet, dass ein mehrzelliger Organismus eingefroren und als solcher für Tausende von Jahren gelagert werden kann, um dann wieder zum Leben zu erwachen – ein Traum vieler Fantasy-Autoren«, kommentiert Biologe Malavin.

Detail eines Rädertierchens

Detail eines Rädertierchens

Foto: Michael Plewka / dpa

Natürlich steige die Schwierigkeit, einen Organismus lebendig eingefroren zu konservieren, mit seiner Komplexität, und für Säugetiere sei dies derzeit nicht möglich. »Aber von einem Einzeller zu einem Organismus mit Darm und Gehirn zu kommen, auch wenn er mikroskopisch klein ist, ist ein großer Schritt nach vorn«, so Malavin. Ihm zufolge sei noch unklar, was dafür nötig ist, um nur ein paar Jahre im Eis zu überleben und ob der Sprung zu Tausenden Jahren einen großen Unterschied mache. Die Wissenschaftler wollen nun weitere Proben aus der Arktis nehmen auf der Suche nach anderen Organismen, die zu einer solchen Langzeit-Kryptobiose fähig sind.

chs/dpa
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