Meeresbewohner überraschen uns immer wieder aufs Neue. Wissenschaftler wissen seit langem, dass Ctenophor-Zellen divergieren, je nachdem, ob diese transparenten fleischfressenden Meeresorganismen nahe der Meeresoberfläche oder in den Tiefen des Abgrunds leben. Eine im Juni 2024 in der Fachzeitschrift Science veröffentlichte Studie verrät uns mehr über ihre molekularen Unterschiede. Wir entdecken, dass die Ctenophoren des Abgrunds angesichts der extremen Belastungen, die ihrer Umgebung innewohnen, bemerkenswerte Anpassungsfähigkeiten aufweisen. Und das Geheimnis liegt in ihren Zellen verborgen.
Sehr spezifische Lipide, um in einer feindlichen Umgebung zu überleben
Zu den an der Arbeit beteiligten Forschern gehörten Itay Budin, der an der University of California in San Diego Zellmembranbiochemie studiert, und Steve Haddock, ein Tiefseebiologe. Sie entdeckten, dass die Zellmembranen tief lebender Organismen einen Großteil der Lipide, sogenannte Plasmalogene, enthalten, die eine gekrümmte Struktur haben. Diese einzigartige Form ermöglicht es ihnen, in einer rauen Umgebung zu überleben, in der der Druck, den 11.000 m³ Wasser auf jeden Quadratzentimeter unseres Körpers ausüben, größer ist als das Gewicht eines Elefanten.
Diese Tiere, die sich regenerieren (oder nicht)
Plasmalogene spielen eine entscheidende Rolle für die Fluidität und Stabilität von Membranen. An der Oberfläche ist ihre Struktur relativ großflächig, bei Druckeinwirkung ziehen sie sich jedoch zusammen und bilden eine robuste und dennoch dynamische Membran. Diese Anpassung, die Experten als „Homöokrümmung“ bezeichnen, ist für das Überleben von Ctenophoren unter Bedingungen, unter denen andere Organismen nicht gedeihen könnten, von wesentlicher Bedeutung.
Zum Vergleich: Die Membranen von Lebewesen, die in Oberflächengewässern leben, enthalten im Allgemeinen „reine“ Lipide. Wenn diese Organismen in den Abgrund gelangen, wird die Membran zusammengedrückt und zu steif, um richtig zu funktionieren.
Ähnliche Mechanismen bei terrestrischen Arten?
Die Lehren aus dieser Entdeckung sind wertvoll und gehen über die Grenzen von Ctenophoren hinaus. Die Forscher glauben, dass ähnliche Mechanismen auch bei anderen Meeresorganismen oder sogar bei Landarten als Reaktion auf bestimmte Umweltbelastungen existieren könnten. Sie hoffen, dass diese Ergebnisse zur Entstehung weiterer Arbeiten im Zusammenhang mit Lipidanpassungen in verschiedenen Organismen, einschließlich Archaeen und Bakterien aus extremen Umgebungen, beitragen werden.
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