Der „Teufelswurm“ aus den Tiefen der Erde verändert unser Verständnis der Grenzen des Lebens

Lange Zeit wurde angenommen, dass das Leben weit unter der Erdoberfläche, in Regionen, die kein Sonnenlicht erreichen und in denen Temperatur und Druck zunehmen, endet. Doch ein mikroskopisch kleiner Fadenwurm, der in tiefen südafrikanischen Minen gefunden wurde, hat diese Annahme grundlegend erschüttert.

Die Art, die in der Wissenschaftswelt unter dem Namen *Halicephalobus mephisto* bekannt ist und als „Teufelswurm“ bezeichnet wird, wurde in heißem Grundwasser in etwa 1,3 Kilometern Tiefe entdeckt. Dieses Lebewesen, das nur so dick wie ein paar Haarsträhnen ist, nimmt in dem tiefen unterirdischen Ökosystem, das aus Bakterien und anderen Mikroorganismen besteht, quasi die Rolle eines großen Raubtiers ein.

Vor den 1980er Jahren dachten viele Biologen, dass das Leben nur eine kurze Strecke unter der Erdoberfläche endet. Ab den 1990er Jahren begann die Entdeckung von Bakterien in tiefen Bohrlöchern und Minen, diese Ansicht zu verändern. Dass jedoch ein vielzelliges Tier, also ein Nematode, unter diesen Bedingungen überleben kann, war ein noch bemerkenswerterer Wendepunkt für die Erforschung der tiefen Biosphäre.

DIE UNERWARTETE ENTDECKUNG IN DEN MINEN

Der Wurmbiologe Gaetan Borgonie, Gründer von Extreme Life Isyensya in Belgien, führte 2008 gemeinsam mit Forschern, die sich auf extreme Lebensformen spezialisiert haben, Probenahmen in der Beatrix-Goldmine in Südafrika durch. Das Team filterte Proben aus Löchern, die Wasser mit einer Temperatur von etwa 37 Grad im Gestein erreichten, durch Filter, um mikroskopisch kleine Lebewesen einzufangen.

Nachdem die Forscher mehr als 6.000 Liter Wasser gefiltert hatten, fanden sie einen einzigen kleinen Wurm. Später wurden in anderen Minen weitaus größere Wassermengen untersucht; in einigen Proben wurden auch verschiedene Fadenwurmarten, Wirbellose, Pilze und diverse mikroskopische Lebensformen nachgewiesen.

Das in der Beatrix-Mine gefundene Individuum war unvollständig; während der Filterung war sein Schwanz abgerissen. Dennoch war die Entdeckung wissenschaftlich von großer Bedeutung. Die neue Art wurde *Halicephalobus mephisto* genannt. Das Individuum war weiblich und parthenogenetisch, konnte sich also ohne Paarung fortpflanzen. Bevor es starb, legte es acht lebensfähige Eier.

Die Nachkommen aus diesen Eiern wurden später im Labor des Genomforschers John Bracht an der American University in den USA untersucht. Als der Teufelswurm unter ähnlichen Bedingungen wie eine andere bekannte Fadenwurm-Art, *Caenorhabditis elegans*, gezüchtet wurde, traten die Unterschiede deutlich hervor.

Der Teufelswurm neigte dazu, sich an Oberflächen festzuhalten, anstatt im Wasser zu schwimmen. Wissenschaftler vermuten, dass dies ihm helfen könnte, sich unter der Erde an Gesteinen und Rissflächen festzuklammern. Ein noch bemerkenswerterer Unterschied zeigte sich bei der Temperatur: Während sich die Art bei Raumtemperatur verlangsamt, gedeiht und vermehrt sie sich bei etwa 37 Grad schnell.

LEBENSMECHANISMUS BEI HITZE

DNA-Untersuchungen von Bracht und seinem Team aus dem Jahr 2019 zeigten, dass der Teufelswurm eine ungewöhnlich hohe Anzahl an Genen besitzt, die mit Hitzeschockproteinen in Verbindung stehen. Diese Proteine bieten Schutz gegen Schäden, die hohe Temperaturen an Zellen und Proteinen verursachen können.

In Studien, die 2024 veröffentlicht wurden, wurde das Molekül *Cytochrom-c-Oxidase*, das für die Energieproduktion wichtig ist, genauer unter die Lupe genommen. Die Experimente ergaben, dass dieses Molekül beim Teufelswurm bei hohen Temperaturen effizient arbeitet, während es bei Raumtemperatur inaktiv wird und die Energieproduktion verlangsamt. Dies wird als ein Mechanismus angesehen, der erklären könnte, warum der Wurm bei kühlen Bedingungen inaktiv wird.

Die Forscher untersuchen derzeit, ob die Fähigkeit der Art zur ungeschlechtlichen Fortpflanzung ebenfalls eine Rolle bei der Anpassung an das tiefe unterirdische Leben spielt. Denn die Wahrscheinlichkeit, dass Individuen derselben Art in kilometerlangen Rissen und Wassersystemen aufeinandertreffen, dürfte gering sein. In einer solchen Umgebung allein für Nachkommen sorgen zu können, könnte einen entscheidenden Vorteil für den Fortbestand der Art bieten.

Wie diese Lebewesen so tief unter die Erde gelangt sind, ist noch nicht vollständig geklärt. Einige Forschungen legen nahe, dass Fadenwürmer durch Wasser aus oberflächennahen Umgebungen in die Tiefe transportiert worden sein könnten; seismische Aktivitäten könnten diesen Prozess begünstigt haben. Im Gegensatz dazu wird angenommen, dass einige Bakterien bereits seit sehr viel längerer Zeit in der Erdkruste existieren.

Die Studien zur tiefen unterirdischen Biosphäre machen Fragen zu den Grenzen des Lebens nicht nur für die Erde, sondern auch für andere Planeten und Monde relevant. Wenn komplexe Lebewesen in dunklen, heißen und unter Druck stehenden Gesteinsrissen überleben können, müssen auch die Annahmen darüber, wo Leben möglich ist, erweitert werden.

Die Frage der Geomikrobiologin Karen Lloyd von der University of Southern California ist daher entscheidend: „Wenn dort ein Wurm ist, was übersehen wir dann noch alles?“