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Parasiten: Selbstmord wider Willen

Es geschieht immer bei Nacht. Etwas übernimmt die Kontrolle, zwingt zu irrationalem Verhalten, zur Flucht aus der vertrauten Umgebung, hinein in die gefährlichen Fluten - und geradewegs in den Tod. Ein schlechter Science-Fiction-Thriller? Mitnichten. Im Mikrokosmos der Insekten sind ferngesteuerte Selbstmorde keine Seltenheit
Kopf einer Eichenschrecke (<i>Meconema thalassinum</i>)
Eine Eichenschrecke am Swimming-Pool | Die Eichenschrecke vor dem großen Sprung: Ihr Nervensystem gehorcht einem anderen Wesen.
Auf den Wiesen und in den Wäldern im Süden Frankreichs spielen sich seltsame Szenen ab. Gemeine Eichenschrecken wandern im Dunkeln durch das Gras, hüpfen entlang der Kacheln auf den Rand eines Swimming-Pools zu – und stürzen sich hinein. Zappelnd winden sich die Nichtschwimmer im Wasser, als plötzlich ihr Hinterleib aufreißt und sich ein Wurm aus ihnen herauswindet, der drei- oder viermal länger ist als sie selbst.

Auf einmal erscheint eine menschliche Hand, ein Gefäß umschließt den Wurm, ein anderes rettet die noch immer lebendige Heuschrecke. Weitere Eichenschrecken werden eingesammelt, manche noch bevor sie das Wasser erreichen.

Was hier los ist?

Die Eichenschrecke ist okkupiert. Und zwar von einem Parasiten, der sich während seiner Jugend im Körper von Heuschrecken und Grillen entwickelt. Sein Name: Spinochordodes telinii, ein Vertreter der Saitenwürmer oder Nematomorpha. Sind Saitenwürmer voll entwickelt, verlassen sie den Wirt, um sich mit ihren Artgenossen zu paaren. Und zwar im Wasser, wo sie auch ihre Eier ablegen.

Der Wurm muss also während seines Lebens zwei Mal eine große Hürde überwinden: Als winzige Larve muss er aus dem Wasser heraus in einen passenden Wirt gelangen. Dazu saugen sich die Larven entweder aktiv an den Gelenkhäuten ihres Wirtes fest und bohren sich dann in seinen Körper hinein. Oder sie gelangen durch die Nahrung in seinen Magen und und durchbohren von innen die Darmwand, um in die Leibeshöhle zu kommen, wo sie dann wachsen und gedeihen.

Ein Saitenwurm windet sich aus seinem Wirt | Der Parasit verlässt seinen Wirt, um sich mit anderen Saitenwürmern zu paaren.
Die zweite Schwierigkeit besteht darin, wieder aus dem Wirt heraus und in ein Gewässer hinein zu gelangen. Schließlich sind Grillen und Heuschrecken dafür bekannt, das Wasser eher zu meiden. Nicht so jedoch die Insekten, die vom Parasiten befallen sind. Sie werden, grundsätzlich nachts und genau zum Zeitpunkt der sexuellen Reife ihres Untermieters, magisch vom Wasser angezogen. Die Parasiten haben also das Verhalten ihrer Wirte geändert, um den eigenen Lebenszyklus zu vollenden.

Doch wie ist das möglich? Lange war nicht klar, welchen Mechanismus die Würmer anwenden. Untersuchungen ergaben, dass der Parasit den ganzen Körper einnimmt, mit Ausnahme des Gehirns. Daher vermuteten Forscher, dass der Saitenwurm das zentrale Nervensystems seines Wirtes beeinflussen könne. Die Frage war jedoch: wie?

Die Antwort suchten französische Forscher am Rand des Swimming-Pools. Im Jahr 2002 sammelten sie dort und in den Wiesen und dem Wald der Umgebung Eichenschrecken ein. Sie untersuchten sie und ordneten sie verschiedenen Gruppen zu: Wirtstiere während der Manipulation durch den Parasit, also solche, die gerade ins Wasser springen wollten, Wirtstiere nach der Manipulation, die der Parasit gerade verlassen hatte, und solche, die zwar den Parasiten in sich trugen, aber noch keine Verhaltensauffälligkeiten aufwiesen.

Das Team um David Biron und Frédéric Thomas entnahm den Insekten dann die jeweiligen Parasiten und ordnete die schon ausgebrochenen Würmer ihren vorherigen Wirten zu. Zusätzlich gab es zwei Kontrollgruppen von nicht infizierten Eichenschrecken, die einmal bei Tag und einmal bei Nacht gefangen wurden.

Um herauszufinden, ob die Nervensysteme von Wirt und Parasit miteinander im Zusammenhang standen, wurden alle Tiere direkt nach ihrer Gefangennahme seziert. Die Wissenschaftler vermuteten, dass die Saitenwürmer Proteine besitzen, die auf das zentrale Nervensystem des Wirtes einwirken. Deshalb unterzogen sie das Gehirn der Heuschrecken und ihrer Parasiten einer so genannten Proteomanalyse. Hierbei werden alle gerade vorhandenen Proteine einer Zelle oder eines Gewebes mittels einer Gelelektrophorese aufgetrennt und gefärbt – parallel nach elektrischer Ladung und Größe. So können die aktiven Proteine von Würmern und gesunden Eichenschrecken mit denen von Wirtstieren in den verschiedenen Stadien verglichen werden.

Gemeine Eichenschrecke (Meconema thalassinum) | Die Forscher untersuchten fünf verschiedene Gruppen von Eichenschrecken: solche vor, während und nach der Manipulation durch den Parasiten und zwei nicht infizierte Kontrollgruppen.
Innerhalb der fünf Heuschreck-Gruppen, entdeckten die Parasitologen, stimmten über 300 Proteine überein, 220 Proteine unterschieden sich. 38 davon waren genau dann aktiv, wenn die Heuschrecken zum Wasser wollten. Die Wissenschaftler untersuchten sie nach ihrer Funktion: Viele der Moleküle sind an der Entwicklung des zentralen Nervensystems und der räumlichen Orientierung beteiligt.

Nun unterzogen die Wissenschaftler auch das Gehirn des Saitenwurms einer Proteomanalyse. In Parasiten von Eichenschrecken, die zum Zeitpunkt ihrer Sektion auf Wassersuche gewesen waren, fanden sie Proteine, die für die Biosynthese anderer Proteine zuständig sind und solche, die Neurotransmitter freigeben oder bestimmte Funktionen des Nervensystems aktivieren. Ein Zusammenhang war offensichtlich.

Die faszinierendste Entdeckung der Proteomanalyse besteht jedoch in genau zwei Proteinen im Gehirn des Saitenwurms – sie ähneln denen des Wirtes.

Mit diesen Proteinen kann der Parasit direkt in die Entwicklung des zentralen Nervensystems seines Wirtes eingreifen. Der Wurm begänne sozusagen, mit Hilfe seiner Moleküle in das Gehirn des Wirtes hineinzusprechen, erklärt David Biron. Auf diese Weise könne er dann das Verhalten der Eichenschrecke beeinflussen.

Doch das Nervensystem der Heuschrecken bleibt während dieser Attacke nicht tatenlos: Die Aktivität bestimmter Proteine lege nahe, dass das zentrale Nervensystem der Wirte versucht, den fremden Einfluss abzuwehren. Doch auch hier ist der Eindringling besser ausgestattet – mit Proteinen, die widerstrebende Nervenzellen in den Zelltod schicken.

Die Gene des Parasiten, so scheint es, sind für den Kampf um den Willen des Wirtes bestens gerüstet. Der einzige Trost für die Heuschrecken besteht darin, dass sie prinzipiell einen Parasiten überleben können – nach der Ausscheidung des Saitenwurms ertrinken allerdings die meisten.

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