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Apr 29, 2023

Giftige Mückenlarven lassen mit einem ganz aus Metall bestehenden Trick tödliche Kupferzähne wachsen

Die Würmer haben die höchsten Kupferkonzentrationen aller Tiere. Ein Gift

Die Würmer haben die höchsten Kupferkonzentrationen aller Tiere.

Eine giftige Blutwurmart lässt bizarre, tödliche Metallzähne wachsen, und jetzt wissen Wissenschaftler, wie: mit einem einzigen, einfachen Protein, das Kupferablagerungen am Meeresboden in furchterregende Reißzähne verwandelt.

Blutwürmer (Glycera dibranchiata) sind segmentierte, leuchtend rote Meereswürmer, die bis zu 35 Zentimeter lang werden können und 2 Millimeter lange, nadelartige Zähne haben, die aus einer Mischung aus Protein, Melanin und anderen bestehen 10 % Kupfer, die höchste Konzentration bei allen Tieren.

Blutwürmer leben in flachen Wattflächen und jagen, indem sie sich im Sand vergraben und alles überfallen, was sie schlucken können. Wenn ein Blutwurm nahe genug ist, um zuzuschlagen, kehrt er sein Verdauungssystem – zu dem auch seine Zähne gehören – um und schleudert seine Eingeweide wie einen Torpedo aus seinem Körper auf sein Ziel. Bei Kontakt schließt sich der Kiefer des Wurms und injiziert seinem Opfer ein tödliches Gift, das 32 verschiedene Arten von Giftstoffen enthält, wodurch die Beute gelähmt wird und sie darauf vorbereitet wird, bei lebendigem Leib gefressen zu werden.

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„Das sind sehr unangenehme Würmer, weil sie übellaunig sind und sich leicht provozieren lassen“, sagte der Co-Autor der Studie, Herbert Waite, ein Biochemiker an der University of California, Santa Barbara, in einer Erklärung. „Wenn sie auf einen anderen Wurm treffen, kämpfen sie normalerweise mit ihren Kupferkiefern als Waffen.“

Um diese kupfergezahnten Magenkiefer wachsen zu lassen, die die gesamte fünfjährige Lebensdauer der Würmer überdauern, ernten Mückenlarven das Metall aus Meeressedimenten auf dem Meeresboden. Dann verschmelzen die Würmer durch eine bisher unbekannte chemische Reaktion das Kupfer mit ihren Kiefern.

Dieser zahnbildende chemische Prozess war noch nie zuvor dokumentiert worden. Doch die neue Studie, die am Montag (25. April) in der Fachzeitschrift Matter veröffentlicht wurde, hat die chemische Grundlage für die ungewöhnliche Anpassung aufgedeckt.

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Die Blutwürmer beginnen diesen Prozess, indem sie eine Aminosäure namens Dihydroxyphenylalanin (DOPA) produzieren und diese verwenden, um Kupfer am Meeresboden zu einer dicken, proteinreichen Flüssigkeit zu sammeln, die in einer vom Meerwasser getrennten Phase vorliegt. Mithilfe des Kupfers als Katalysator wandelt der Wurm dann DOPA in Melanin um, ein Polymer, das mit Kupfer kombiniert werden kann, um die vier nadelartigen Zähne im Kiefer eines Blutwurms zu bilden.

Die Forscher sagen, dass dieser natürliche Prozess es den Würmern ermöglicht, leicht ein Material zu synthetisieren, dessen Herstellung im Labor normalerweise sehr aufwändig wäre. „Wir hätten nie erwartet, dass ein Protein mit einer so einfachen Zusammensetzung, das hauptsächlich aus Glycin und Histidin besteht, so viele Funktionen und unabhängige Aktivitäten erfüllen würde“, sagte Waite.

Nachdem die Autoren der Studie nun herausgefunden haben, wie die blutrünstigen Bestien ihre grausamen Jagdwerkzeuge herstellen, sagen die Forscher, dass weitere Untersuchungen tiefer in den chemischen Prozess eintauchen und möglicherweise einige wichtige Hinweise darauf liefern könnten, wie er von Menschen zur Herstellung neuer Werkzeuge genutzt werden könnte Kompositmaterialien.

„Diese Materialien könnten Wegweiser dafür sein, wie bessere Verbrauchermaterialien hergestellt und entwickelt werden können“, sagte Waite.

Ursprünglich auf Live Science veröffentlicht.

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Ben Turner ist ein in Großbritannien ansässiger Mitarbeiter bei Live Science. Er befasst sich neben Physik und Astronomie auch mit Themen wie Technologie und Klimawandel. Er schloss sein Studium der Teilchenphysik am University College London ab und absolvierte anschließend eine Ausbildung zum Journalisten. Wenn er nicht schreibt, liest Ben gerne Literatur, spielt Gitarre und blamiert sich mit Schach.

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