Seegurke Psolus fabricii: Abgetrenntes Gewebe überlebt mehr als drei Jahre

Schneidet man einem Tier ein kleines Stück ab, sollte es innerhalb weniger Tage verfaulen. Doch Gewebestücke eines Kaltwasser-Seegurken heilten ihre eigenen Verletzungen und setzten die Zellteilung fort.

Einige dieser Fragmente überlebten mehr als drei Jahre lang in Becken mit gewöhnlichem Meerwasser.

Dabei lagen sie nicht in einer sterilen, sorgfältig versorgten Versuchskammer. Sie verblieben in normal durchströmtem Meerwasser voller Bakterien – und genau das erwies sich als wichtig.

Abgetrennte Körperteile verfaulen normalerweise

Viele Tiere können verlorene Teile ihres Körpers nachbilden. Eine Eidechse wirft ihren Schwanz ab und lässt einen neuen wachsen, manche Seesterne regenerieren sogar einen ganzen Arm.

Vom abgetrennten Teil selbst ging man jedoch bisher aus, dass er verloren ist und innerhalb von Tagen oder Wochen zerfällt.

Sara Jobson und ihr Team an der Memorial University of Newfoundland wollten diese Annahme überprüfen.

Sie untersuchten Psolus fabricii, eine Seegurke aus dem kalten Atlantik und der Arktis. Sie verliert häufig Füße und Tentakel, weshalb Heilung zu ihrem Alltag gehört.

Das Team trennte kleine Gewebestücke ab und beobachtete deren Entwicklung.

Röhrenfüße in Meerwasserbecken

Die Tiere stammten vom Meeresboden vor Neufundland. Taucher sammelten sie über mehrere Jahre hinweg, von 2014 bis 2022, in Tiefen zwischen 8 und 13 Metern.

Im Labor schnitten die Forschenden Röhrenfüße, Tentakel und Stücke der Körperwand ab und setzten sie in etwa 19 Liter große Becken mit fließendem, ungefiltertem Meerwasser.

Jeder Röhrenfuß war zu Beginn ungefähr 2 Millimeter dick. Bereits in der ersten Woche schlossen sich die Wunden, während die Stücke fast ein Viertel ihres Volumens verloren, indem sie beschädigte Ränder beseitigten.

Danach starben sie jedoch nicht, sondern überdauerten.

Geschlossene Wunden und sich teilende Zellen

Unter dem Mikroskop zeigte sich eine rege Aktivität. Zellen teilten sich und starben in groben täglichen Wellen ab – derselbe Rhythmus, den ein Körper bei der Wundheilung nutzt.

Immunzellen strömten zur Schnittstelle, räumten beschädigtes Material weg und zogen sich zurück, sobald die Stelle gesäubert war.

Nach einem oder zwei Monaten war die Wunde so weit verblasst, dass sich der Schnitt nicht mehr vom übrigen Gewebe unterscheiden ließ.

Einige Stücke reparierten sich nicht nur. Nach ungefähr sechs Monaten waren viele größer als zum Zeitpunkt ihrer Abtrennung.

Im selben Zeitraum verschwand die Muskulatur in jedem Fragment offenbar, weil sie in ihre Bestandteile zerlegt wurde. Zähes Bindegewebe breitete sich aus und hielt das gesamte Stück in Form einer nahezu perfekten kleinen Kugel.

„Wir haben noch keine neue, vollständige Seegurke gezüchtet, aber wir beobachten buchstäblich Jahre nach der Entnahme dieses Gewebes ein ziemlich erstaunliches Wachstum und eine Diversifizierung von Zellen“, sagte Rachel Sipler, leitende Forschungswissenschaftlerin am Bigelow-Labor für Ozeanwissenschaften.

„Es ist wie bei einer Eidechse, die ihren Schwanz verliert. Wir wissen, dass einige Eidechsen neue Schwänze bilden können; wir fragen uns, ob der Schwanz eine neue Eidechse bilden kann.“

Ernährung ohne Mund

Ein abgetrennter Fuß besitzt weder Mund noch Darm – wie kann er also Nahrung aufnehmen? Die Fragmente zogen gelöste Aminosäuren, die Bausteine von Proteinen, direkt aus dem umgebenden Meerwasser.

Nach der ersten Woche nahm diese Aufnahme deutlich zu, was zu einem Tierfragment passt, das intensiv daran arbeitet, eine Wunde zu verschließen und Gewebe wieder aufzubauen. Das trübe Wasser lieferte die Nahrung.

„Natürliches Meerwasser ist experimentell gesehen ungefähr der mikrobiell vielfältigste und am wenigsten saubere Ansatz, den wir wählen konnten“, sagte Sipler.

„Doch diese nährstoffreiche Umgebung voller Bakterien und all dieser organischen Stoffe ernährte sie tatsächlich und ermöglichte dem Gewebe, zu heilen und zu wachsen.“

Tentakel, die sich weiterhin bewegen

Die Röhrenfüße verloren ihre Muskulatur und wurden zu schlichten kleinen Kugeln. Bei den Tentakelstücken war das anders.

Abgetrennte Tentakel behielten ihre rote Färbung und bewegten sich, noch erstaunlicher, weiter. Selbst Jahre nach der Trennung vom Tier streckten sich ihre feinen Verzweigungen noch aus und zogen sich zurück, wenn etwas sie berührte.

Die Nerven im Inneren feuerten weiterhin Signale – in einem Gewebefetzen ohne Gehirn und ohne Körper.

Allerdings hielt nicht jeder Körperteil durch. Dicke Stücke der Körperwand heilten überhaupt nicht und verfaulten nach etwa acht Wochen; damit hatten sie die kürzeste Lebensdauer aller vom Team abgetrennten Teile.

Nur eine Seegurkenart

Bei anderen Tieren trat dieses Phänomen nicht auf. Das Team führte den Versuch mit einem Seestern, einem Seeigel, einem Schlangenstern und weiteren Seegurken durch.

Alle diese Stücke heilten zunächst, starben dann aber innerhalb von ungefähr dreieinhalb Monaten.

Das Seesterngewebe hielt rund 104 Tage durch, das des Seeigels etwa 74 Tage. Nur Psolus fabricii überlebte länger als ein Jahr, dann länger als zwei und schließlich länger als drei Jahre.

Die Art produziert eigene toxische Verbindungen. Die Forschenden vermuten, dass diese Bakterien und Bewuchs abwehren könnten, die bei allen anderen Fragmenten letztlich zum Absterben führen.

Weshalb das überhaupt geschieht

Wozu diese Fähigkeit dient, weiß niemand. Möglicherweise opfert das Tier ein Stück seines Körpers absichtlich einem Räuber; ebenso könnte es sich lediglich um ein zweckfreies Nebenprodukt seines Körperbaus handeln.

Auch ob diese Fragmente tatsächlich nicht altern, ist noch ungeklärt. Als Nächstes sollen ihre Telomere untersucht werden, die Schutzkappen an den Enden von Chromosomen, die normalerweise ausfransen, wenn Zellen altern.

Die Beobachtung dieser Kappen wird zeigen, ob die Uhr überhaupt weiterläuft.

Vorerst befinden sich die Stücke weiterhin in ihren Becken. Eines liegt unter weniger als 10 Millimetern Schlamm, noch immer verheilt und intakt – Jahre nachdem das Tier, von dem es stammt, es abgestoßen hat.