Zweieinhalb Kilometer unter der Meeresoberfläche, im ewigen Schwarz neben kochend heißen Quellen, wächst ein Wurm so lang wie ein Mensch — und er hat weder Mund noch Magen noch Darm. Wie er sich ernährt? Gar nicht, jedenfalls nicht selbst. Diesen Job erledigen Milliarden Bakterien tief in seinem Körper, und der Wurm liefert ihnen dafür nur eines: das richtige Gift.
Stimmt das wirklich?
Ja. Riftia pachyptila, der Riesenröhrenwurm, besitzt als erwachsenes Tier tatsächlich keine Mundöffnung und keinen Verdauungstrakt. Er sitzt in einer weißen, am Fels verankerten Röhre, die über zwei Meter lang werden kann, und streckt oben nur eine leuchtend rote Kiemenkrone heraus. Entdeckt wurde er 1977, als das Forschungs-U-Boot Alvin am Galápagos-Graben zum ersten Mal ganze Wälder dieser Würmer an hydrothermalen Quellen fand — dort, wo niemand mit reichem Leben gerechnet hatte.
Der Wurm gehört zu den am schnellsten wachsenden wirbellosen Tieren überhaupt: Seine Röhre legt bis zu 85 Zentimeter pro Jahr zu, und eine frisch besiedelte Quelle kann ein Wurm in weniger als zwei Jahren mit Tieren von rund anderthalb Metern bevölkern. Für ein Lebewesen, das buchstäblich nichts frisst, ist das eine erstaunliche Bilanz.
Warum ist das so?
Das Geheimnis steckt in einem Organ, das kein anderes Tier in dieser Form besitzt: dem Trophosom. Es füllt bis zur Hälfte des Körperinneren und ist vollgepackt mit chemosynthetischen Schwefelbakterien der Art Candidatus Endoriftia persephone. Diese Bakterien machen das, was an schwarzen Rauchern über Wasser das Sonnenlicht macht: Sie erzeugen aus anorganischen Stoffen organische Nahrung. Statt Licht nutzen sie die Energie, die frei wird, wenn sie giftigen Schwefelwasserstoff aus dem Quellwasser mit Sauerstoff oxidieren. Mit dieser Energie binden sie Kohlendioxid und bauen daraus Zucker — über denselben Calvin-Zyklus, den auch Pflanzen verwenden. Ein Teil dieser Zucker geht an den Wurm.
Damit das klappt, muss der Wurm seinen Untermietern zwei Dinge liefern, die eigentlich nicht zusammenpassen: Sauerstoff und Schwefelwasserstoff. Schwefelwasserstoff ist für fast alle Tiere tödlich, weil er die Zellatmung blockiert. Genau hier sitzt die zweite Meisterleistung von Riftia: ein besonderes Hämoglobin. Es besitzt getrennte Bindungsstellen — eine für Sauerstoff, eine für Sulfid — und transportiert beide gleichzeitig und sicher durch das Blut bis ins Trophosom, ohne dass sich der Wurm selbst vergiftet. Die rote Kiemenkrone ist der Ort, an dem dieses Blut mit dem Wasser in Kontakt kommt; ihre kräftige Farbe stammt genau von diesem Hämoglobin.
Noch verrückter
Der Wurm kommt nicht mundlos zur Welt. Aus den befruchteten Eiern schlüpfen winzige, frei schwimmende Larven — ganz ohne Bakterien, aber mit einer vorübergehenden Verdauungsöffnung. Sie treiben mit der Strömung, bis sie die chemische Signatur einer aktiven Quelle wittern, und lassen sich dort nieder. Erst jetzt nehmen sie ihre künftigen Partnerbakterien frisch aus dem Umgebungswasser auf, über die Haut. Danach beginnt der Umbau: Der Darm verschwindet, das Gewebe formt sich zum Trophosom um, Mund und Verdauungstrakt bilden sich zurück. Jede neue Wurmgeneration muss ihre Bakterien also von Grund auf neu einsammeln — vererbt wird der lebenswichtige Untermieter nicht.
Und der Lebensraum ist so lebensfeindlich, wie er klingt: Die Würmer stehen genau an der Grenze, an der nahezu eiskaltes Tiefseewasser von rund zwei Grad auf das mineralreiche, teils mehrere hundert Grad heiße Quellwasser trifft. Ganze Ökosysteme aus Muscheln, Krebsen und Fischen hängen hier an einer Nahrungskette, die nicht ein einziges Sonnenstrahl je erreicht. Der Riesenröhrenwurm ist ihr sichtbarstes Symbol — ein Tier, das das Fressen komplett ausgelagert hat und dafür gelernt hat, mit Gift zu handeln.
Quellen
- Wikipedia: Riftia pachyptila
- Der Standard: Lebenspartner in der Tiefsee
- Minic & Hervé (2004), FEBS/European Journal of Biochemistry: Symbiose Riftia pachyptila
Häufige Fragen
Wie ernährt sich der Riesenröhrenwurm ohne Mund und Darm?
Er wird von chemosynthetischen Schwefelbakterien in einem inneren Organ, dem Trophosom, versorgt. Diese Bakterien erzeugen aus Schwefelwasserstoff, Sauerstoff und CO2 organische Nahrung, von der der Wurm einen Teil erhält.
Wo lebt Riftia pachyptila?
An hydrothermalen Quellen — den schwarzen Rauchern — in etwa zweieinhalb Kilometern Tiefe im Pazifik, vor allem am Ostpazifischen Rücken und am Galápagos-Graben.
Warum vergiftet der Schwefelwasserstoff den Wurm nicht?
Riftia besitzt ein besonderes Hämoglobin mit getrennten Bindungsstellen für Sauerstoff und Sulfid. So transportiert das Blut beide Stoffe sicher zu den Bakterien, ohne die eigene Zellatmung zu blockieren.
Werden die Bakterien vererbt?
Nein. Die Larven schlüpfen ohne Bakterien und mit einer vorübergehenden Verdauungsöffnung. Erst an einer aktiven Quelle nehmen sie ihre Symbionten aus dem Wasser über die Haut auf, dann bildet sich der Darm zum Trophosom um.
Wie schnell wächst der Riesenröhrenwurm?
Er zählt zu den am schnellsten wachsenden wirbellosen Tieren: Die Röhre legt bis zu 85 Zentimeter pro Jahr zu, und in unter zwei Jahren erreichen die Würmer rund anderthalb Meter.