Caenorhabditis elegans

Caenorhabditis elegans

:	Bilateria
:	Urmünder (Protostomia)
:	Häutungstiere (Ecdysozoa)
:	Fadenwürmer (Nematoda)
:	Rhabditidae
:	Caenorhabditis elegans

Wissenschaftlicher Name Caenorhabditis elegans (Maupas), 1900 Klassen

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Der Fadenwurm Caenorhabditis elegans ist ein Vertreter der Rhabditiden, der in den letzten Jahrzehnten vor allem in der Entwicklungsbiologie und der Genetik zu einem beliebten Modellorganismus geworden ist.

Merkmale

Anatomie

Der adulte Wurm ist nur etwa einen Millimeter lang und hat einen Durchmesser von 65 µm. Ein großer Teil der Tiere sind Zwitter (auch: Hermaphroditen), die sich selbst befruchten können. Daneben kommen allerdings auch Männchen vor, die mit einem Hermaphroditen kopulieren und so genetisch (siehe auch: genetische Variation) neuen Nachwuchs produzieren können. Außerdem besitzt der Wurm eine Art Gehirn, der als circumpharyngealer Nervenring bezeichnet wird.

Lebensraum

Die Art lebt normalerweise im Boden gemäßigter Klimazonen. Dort ernährt er sich vor allem von Bakterien, die Pflanzenstoffe abbauen.

Lebenszyklus

Der Hermaphrodit legt während seines Lebens ca. 300 Eier, die als L1-Larven schlüpfen. Es folgen 3 weitere Larvenstadien (L2, L3 und L4) bevor (je nach Umgebungstemperatur) nach etwa 3 Tagen das Staduim des adulten Wurms erreicht ist. Es findet keine Metamorphose statt. Der Übergang von einem zum anderen Stadium ist lediglich durch eine häuten definiert.

Dauer-Zustand

Unter ungünstigen Umweltbedingungen, wie z. B. einer hohen Populationsdichte oder Futterknappheit, entwickelt sich aus der L2-Larve ein Dauerlarvenstadium, das 3 Monate überdauern kann. Dieses reift bei entsprechenden Bedingungen zur L4-Larve. Anatomie und Stoffwechsel unterscheiden sich erheblich von den anderen Stadien.

Biologischer Modellorganismus

In den 1960er Jahren wurde Caenorhabditis elegans durch den Entwicklungsbiologen Sydney Brenner (Nobelpreis für Medizin 2002) in die Wissenschaft als Beobachtungsobjekt für die Zellbiologie und die Entwicklungsbiologie eingeführt. Der Grund dafür war vor allem die so genannte Eutelie. Das Entwicklungsschicksal der einzelnen Zellen ist im Allgemeinen zu Beginn der Furchung festgelegt (Mosaikentwicklung). Allerdings ist die Entwicklung von C. elegans kein Musterbeispiel für eine zellautonome Entwicklung, da es auch Regulationsereignisse gibt, das heißt das Entwicklungsschicksal einiger Zellen wird durch andere Zellen gesteuert (Regulationsentwicklung). Das hermaphroditische Geschlecht bei Caenorhabditis elegans besitzt im adulten Zustand immer genau 959 somatische Zellen. Brenner erforschte die zelluläre Regulation dieser Determination. H. Robert Horvitz untersuchte damit zusammenhängend den programmierten Zelltod. Die Ergebnisse der Grundlagenforschung an Caenorhabditis elegans lassen sich auf ein breites Organismenspektrum übertragen, inklusive den Wirbeltieren und damit auch dem Menschen.

Seitdem ist seine Beliebtheit als Modellorganismus stetig gestiegen. Die einfache Handhabung der Tiere auf Agarplatten mit Bakterien (Escherichia coli) als Nahrung und seine entwicklungsbiologischen Eigenschaften (Eutelie, einfache Strukturbildung, Durchsichtigkeit unter anderem ) haben seinen Siegeszug im Labor begünstigt. Heute stellt er neben dem Bakterium Escherichia coli, der Taufliege Drosophila melanogaster und der Ackerschmalwand Arabidopsis thaliana einen der am Besten erforschten Organismen der Welt dar. Es ist nicht mehr allein die Entwicklungsbiologie, die Erkenntnisse aus der Erforschung des Wurmes zieht, auch viele andere Bereiche der Biologie, wie Physiologie, Ökologie, Genomik, Neurobiologie, Evolutionsbiologieund Zellbiologie nutzen den Modellorganismus.

Caenorhabditis elegans war 1998 der erste vollständig sequenzierte Vielzeller (Metazoon) überhaupt. 2003 wurde auch das Erbgut der nahe verwandten Art Caenorhabditis briggsae vollständig entschlüsselt, um Vergleichsmöglichkeiten nahe verwandter Arten zu schaffen.

Weblinks

Fadenwürmer