Bonn, 08.01.2021. Kannibalen, die einander auffressen. Klingt brutal, kommt in der Natur aber häufig vor. Auch der Nematode Pristionchus pacificus verschlingt, was ihm vor die Zähne kommt. Ins Raster fallen neben Bakterien auch andere Fadenwürmer, aber ebenso Angehörige der eigenen Spezies.

Der Neurobiologe Dr. James Lightfoot ist fasziniert von diesen nur ca. 1 mm großen Tieren. In seinen Versuchen mit den räuberischen Würmern gelang ihm eine überraschende Entdeckung. Obgleich P. pacificus bei der Beutewahl nicht wählerisch ist, verschmäht der Räuber seine eigenen Nachkommen. Wie aber bewerkstelligt ein so simpler Organismus, dessen Gehirn nur über etwa 300 Neurone verfügt, die komplexe Aufgabe, seine eigene Brut von anderen Würmern zu unterscheiden?

Jener Frage widmet sich Dr. Lightfoot ab Februar 2021 im Forschungszentrum caesar. Seine neue Gruppe, welche den Namen „Selbsterkennung und Kannibalismus“ trägt, nimmt das Selbsterkennungssystem bei P. pacificus in den Fokus. „Wir hoffen, durch unsere Forschung die grundlegenden Prinzipien und molekularen Mechanismen hinter dem Verhalten der Selbsterkenntnis besser zu verstehen“, sagt Dr. Lightfoot. Denn, so der Wissenschaftler, trotz der vielen bereits bekannten Selbsterkennungssysteme in der Natur wisse man erstaunlich wenig über die molekularen und physiologischen Mechanismen, die hinter diesen Systemen stehen, insbesondere wenn es um ihre Rolle bei Verhalten geht.

Das Phänomen biologischer Selbsterkenntnis fasziniert Wissenschaftler schon seit Jahrzehnten. In der Natur ist es allgegenwärtig, und an einer Vielzahl verschiedenster Prozesse beteiligt. Das Spektrum ist weit gefasst: Selbsterkenntnis steuert konkurrierendes und kooperatives Verhalten bei Tieren, ist aber auch in den grundlegendsten Prozessen der Immunantwort bei Wirbeltieren zu finden. Auch vermutet man, dass Selbsterkennungssysteme für die Evolution wesentlich waren, als aus Einzellern Vielzellern wurden.

Das Selbsterkennungssystem von P. pacificus wurde bislang bei keinem anderen Fadenwurm beobachtet. Mittels molekularer, genetischer und neurobiologischer Werkzeuge wird der aus England stammende James Lightfoot mit seinem zukünftigen Team das Selbsterkennungssystem von der genetischen bis zur Verhaltensebene zu untersuchen. Von Vorteil ist, dass sich Fadenwürmer aufgrund ihrer geringen anatomischen Komplexität hervorragend als Modellorganismen für die neurobiologische Forschung eignen.

Auf seine Arbeit freut Dr. Lightfoot sich bereits: „Bei caesar freue ich mich auf die außergewöhnliche neurobiologische Expertise der Kolleginnen und Kollegen und die hervorragende technische Ausstattung. Beides können wir für die Erforschung des Selbsterkennungssystems gut nutzen."

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Sebastian Scherrer
sebastian.scherrer@caesar.de
Center of Advanced European Studies and Research,
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Ãœber das Forschungszentrum caesar
caesar ist ein mit der Max-Planck-Gesellschaft assoziiertes Forschungsinstitut für Neuroethologie. Hier untersuchen wir, wie aus der kollektiven Aktivität der Vielzahl miteinander vernetzter Neuronen im Gehirn tierisches Verhalten in seiner ganzen Bandbreite entsteht. Unsere Forschung ist interdisziplinär und findet auf verschiedensten Größenebenen statt.