Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie und der Universität Konstanz haben eine beeindruckende Entdeckung bezüglich der Nematoden, die zahlreichsten Tiere der Erde, gemacht. In einer Obstplantage wurden Turmbildungen dieser mikroskopisch kleinen Lebewesen in heruntergefallenen Äpfeln und Birnen dokumentiert. Dieses Phänomen wurde bislang nur im Labor beobachtet und stellt den ersten direkten Nachweis für die natürliche Vorkommen von Wurmtürmen dar. Laut campus.uni-konstanz.de bildeten die Nematoden unter Bedingungen von Nahrungsmangel und Konkurrenz Türme, die nur aus einer speziellen Nematodenspezies im Larvenstadium, den sogenannten „Dauerlarven“, bestanden.
Ryan Greenway, ein führender Forscher, nutzte ein digitales Mikroskop zur Untersuchung dieser Wurmtürme. Die Türme bewegen sich synchron in einer einheitlichen Welle und zeigen erstaunliche Reaktionen auf Berührungen der Umgebung. Sie besitzen die Fähigkeit, sich von Oberflächen zu lösen und an Insekten wie Fruchtfliegen anzuheften. Diese Beobachtungen eröffnen neue Möglichkeiten für die Erforschung des Gruppengebiets bei Tieren und der kollektiven Fortbewegung in der Natur.
Innovative Forschung an Caenorhabditis elegans
Angenommene Forschungsmodelle in diesem Bereich, insbesondere am Beispiel von Caenorhabditis elegans (C. elegans), einem 1 mm langen Fadenwurm, zeigen, dass dieser Wurm aufgrund seines einfachen Nervensystems und komplexer Verhaltensweisen als ideales Studienobjekt für die Lokomotion dient. Eine bedeutende Studie analysierte verschiedene Bewegungsarten, darunter Schwimmen in Flüssigkeiten und Krabbeln auf festen Medien, und kam zu dem Ergebnis, dass diese Aktivitäten nicht qualitativ voneinander zu trennen sind, sondern vielmehr Varianten eines einzigen Bewegungsmusters darstellen. Diese Erkenntnisse wurden in einem Artikel auf pmc.ncbi.nlm.nih.gov dargestellt.
Die Forschung zeigt auch, dass die Umweltkräfte nur eine minimale Rolle im Bewegungsgeschehen spielen, wodurch interne Kräfte für die Lokomotion eine zentralere Rolle einnehmen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass C. elegans bei seiner Bewegungsfähigkeit nicht an Energie limitiert ist, was den bisherigen Annahmen einer gewissen Power-Saturation widerspricht.
Kollektive Verhaltensweisen und genetische Varianten
Ein weiterer bedeutender Aspekt der Forschung zu Nematoden ist die Analyse genetischer Mutationen und deren Einfluss auf verschiedene Verhaltensänderungen. Besondere Aufmerksamkeit gilt der Interaktion von Verhaltensphänotypen sowohl auf individueller als auch auf Gruppenebene. Die Experimente zielen darauf ab, genetisch unterschiedliche Nematodenstämme zu charakterisieren und deren spezifische Verhaltensweisen in unterschiedlichen Umgebungen zu erforschen. Dies wird in umfassenden Untersuchungen durch moderne Technologien wie computergestützte Ethologie und Algorithmen zur Merkmalsextraktion unterstützt, wie auf ab.mpg.de beschrieben.
Es wurden drei Interaktionsregeln entdeckt, die zu unterschiedlichen Aggregationsverhalten zwischen C. elegans-Stämmen führen. Dieses Aggregationsverhalten, das als eines der am besten untersuchten kollektiven Verhaltensweisen von Fadenwürmern gilt, steht im Zentrum weiterer Forschungen, die spannende Einblicke in das soziale Verhalten dieser Organismen bieten könnten.
Die Kombination dieser vielfältigen Forschungsfelder und Beobachtungen zu den Nematoden eröffnet eine Fülle von Möglichkeiten, das komplexe Zusammenspiel von Genetik und Verhalten in natürlichen Kontexten zu verstehen. Die laufenden Studien könnten weitreichende Auswirkungen auf unser Wissen über kollektive Interaktionen in der Tierwelt haben.
