Wir feiern den Meeresborstenwurm……mit unglaublichen, erstaunlichen und lustigen Fakten!

Meeresborstenwürmer gehören zur großen Gruppe der Ringelwürmer, zu denen auch der Regenwurm gehört – den wir in unseren Gärten finden. Wie der Name vermuten lässt, kommen Meeresborstenwürmer in allen Meeren und Meer-Süßwasser-Übergangsbereichen vor - vom Strand bis in die Tiefseegräben. Heute kennen wir etwa 20.000 Arten, von denen wir Belegexemplare von etwa 1.500 Arten (also die Tiere, anhand derer die Art beschrieben wurde, taxonomische Schätze) am CeNak verwahren. Wir haben damit in Hamburg eine der größten Sammlungen weltweit!

Einige Belegexemplare der Meeresborstenwurmfamilie Opheliidae, die durch die roten Klebestreifen auf den ersten Blick zu erkennen sind.

Meeresborstenwürmer sind eine extrem diverse Gruppe. Sie variieren in:

• Größe: Die kleinsten Würmer sind die Zwergmännchen eines Bewohners des Sandlückenraumsystems (Dimorphilus gyrociliatus) und sind nur 0,05 Millimeter groß, während die größten Vertreter, die Röhrenwürmer der Tiefsee (zum Beispiel Riftia pachyptila), mehrere Meter lang werden können.
• Körperform: Einige Arten, wie der „Pig Butt-Wurm“ (Chaetopterus pugaporcinus), haben nur wenige Segmenten und sehen damit dem Hinterteil eines Schweinchens ähnlich. Der „Christmastree-Wurm“ (Spirobranchus giganteus) hingegen bildet selbst Röhren aus und verfügt über einen (bunten) Tentakelkranz. Zudem gibt es auch „typische“ lange Würmer mit vielen Segmenten wie dem „Bobbit-Wurm“ (Eunice aphroditois).
• Färbung: Die meisten Würmer passen sich an den Untergrund und die Umgebung an, einige fallen aber auch durch ihre Färbung auf. Somit gibt es Würmer die durchsichtig sind oder aber in verschiedenen Farben schillern.

Fast alle Meeresborstenwürmer am CeNak sind in Alkohol konserviert. Aus diesem Grund geht die ursprüngliche Farbgebung leider verloren. Fotografien der lebenden Tiere – im Internet oder in Büchern – helfen uns dabei, dieses Bild zu vervollständigen.

Fächerwürmer bauen lange, gerade Röhren, die aus dem Riff ragen. Hierfür nutzen sie eine Mischung aus selbstproduziertem Schleim und Sandkörnchen. Ihr Körper bleibt in den Röhren verborgen – nur die Tentakelkrone schaut hervor und filtert Partikel sowie kleine Organismen aus dem Wasser. Die kleinen schwarzen Pünktchen auf den Tentakeln sind einfache Augen, mit denen der Wurm vorüberziehende Schatten erkennt und sich rechtzeitig in seine Röhre zurückziehen kann.

Ihre Farbe ist eine Warnung: Feuerwürmer finden wir zum Beispiel im Mittelmeer, wo sie über felsigen Untergrund kriechen. Hierfür setzen sie lappige Ausstülpungen ein, die so genannten Parapodien, die sie seitlich am Körper tragen. Feuerwürmer besitzen zusätzlich dünne Borsten (die weißen Büschel auf der Abbildung). Diese Tiere sind Räuber, die aktiv ihre Beute jagen. Sie würden sicher auf der Speisekarte vieler größerer Fische stehen, wenn diese Borsten nicht ähnlich den Härchen einer Tarantula zu starken Hautreizungen führen würden. Betrachten Sie diese faszinierenden Tiere also lieber nur aus der Ferne und versuchen Sie sie auf keinen Fall zu fangen!

Nicht nur Korallen können Riffe bauen – auch Würmer werden zu Architekten: Durch Ansammlungen von Röhren können solche Wurmröhrenriffe (und jetzt probiert das dreimal schnell hintereinander zu sagen!) entstehen, die dann wiederum anderen Lebewesen als Unterschlupf oder Kinderstube dienen. Besonders bekannt sind solche Riffe aus der Tiefsee, wo sich oft hunderte, mehrere Meter lange Tiefseewürmer (Riftia pachyptila und Verwandte) zusammenkuscheln. Sie bilden mit ihren weißen Röhren und den blutroten Körpern einen starken Kontrast zu den „Black Smokers“ (den vulkanischen Schloten der Tiefsee).

Ihre Lebensweise ist so divers wie ihr Aussehen: Einige der Arten sind karnivor, wie der Bobbit-Wurm, der sich im Sand eingräbt und mit seinen starken Kiefern vorbeischwimmende Fische greift und in seine Röhre zieht. Der „Blood-Wurm“ (Glycera gracilis) ist ebenfalls ein Fleischfresser, der nicht nur spitze „Zähne“ auf dem ausstülpbaren Schlund trägt, sondern zusätzlich noch starkes Gift produzieren kann, das für Menschen nicht gefährlich, aber schmerzhaft ist. Kleine Formen im Sandlückensystem leben wiederum meistens herbivor – von Biofilm und Algen.

Der „Christmastree-Wurm“ oder auch Fächerwürmer, die in Röhren leben und ihre Tentakel wie große Filterapparate in die Wassersäule strecken, filtern Partikel aus dem Wasser.

Unter den Meeresborstenwürmern gibt es auch Parasiten oder Kommensalen, beispielsweise Myzostomiden, die auf einen Wirt angewiesen sind. Andere Würmer wie zum Beispiel der Regenwurm „fressen“ Sediment, also Sand oder Erde, welches sie dann im Darm reinigen und gesäubert wieder ausscheiden. Der Wattwurm (Arenicola marina), den wir auch hier in Deutschland relativ leicht finden können, ist dafür ein gutes Beispiel.

In der Tiefsee gibt es auch den „Zombiewurm“ (Osedax sp.), der seine eigene ökologische Nische hat: Er kann eine Art Wurzelsystem ausbilden, durch das er die Knochen verstorbener und zu Boden gesunkener Wale, sogenannte „Whale Falls“, aufarbeiten kann, lange nachdem andere Tiere sie komplett abgenagt haben. Andere Würmer tragen Bakterien in ihrem Körper, die für sie die Nahrung produzieren – so können Tiefseewürmer auch in nährstoffarmen Lebensräumen überleben.

Die Lebensdauer der Meeresborstenwürmer reicht von wenigen Tagen über Wochen bis hin zu einigen Jahren. Ringelwürmer haben verschiedenste Wege der Fortpflanzung entwickelt: es gibt sexuelle und asexuelle Fortpflanzung. So finden einerseits Männchen und Weibchen romantisch zueinander, während andere Arten „Jungtiere“ vom eigenen Körper abschnüren. Ringelwürmer sind meist getrennt geschlechtlich - es gibt aber auch Zwitterformen.

Einige, wie der Palolowurm (Eunice viridis), verlagern die Produktion der Geschlechtsprodukte (Eier und Spermien) in einen bestimmten Körperbereich und schnüren diesen dann ab. Der Wurm bleibt im Korallenriff geschützt verborgen, während diese Ei- und Spermienpakete zur Oberfläche schwimmen und dort die Geschlechtsprodukte abgeben. Dieses „Event“ wird vom Mondzyklus ausgelöst und geschieht nur einmal im Jahr für wenige Nächte. Fische und Menschen nutzen diese Gelegenheit, um diese Wurmteile abzufangen und ein Festessen zu veranstalten.

Andere Würmer verfügen wiederum über die Fähigkeit der inneren Befruchtung und bewachen ihre Jungtiere, bis diese alt genug sind, um für sich selbst zu sorgen. Einige Arten können Teile ihres Körpers auch regenerieren, wenn diese zum Beispiel abgebissen werden, wie beispielsweise das „Schwanzende“ des Wattwurms, allerdings kann man die meisten Würmer nicht einfach in die Hälfte teilen und so zwei Würmer „erschaffen“.

Meeresborstenwürmer machen einen großen Teil der Ringelwurmarten aus. Ringelwurm-Experten nahmen lange an, dass Regenwürmer und ihre Verwandten, die Egel (zusammen auch als „Gürtelwürmer“ oder Clitellata bekannt), und Meeresborstenwürmern gegenüberstehen. Heute wissen wir allerdings, dass sich Gürtelwürmer aus den Meeresborstenwürmern entwickelt haben. Die gesamte Gruppe der Ringelwürmer ist am nächsten mit den ebenfalls extrem diversen und artenreichen Mollusken oder Weichtieren verwandt. Zu diesen gehören, neben einigen kleineren Gruppen, Schnecken, Tintenfische und Muscheln.

Der Regenwurm (Lumbricus terrestris) spielt, ähnlich wie die grabenden Meeresborstenwürmer, eine entscheidende Rolle im Ökosystem der Böden: An Land zieht er organisches Material unter die Erdoberfläche und sorgt so für eine bessere Versorgung der unteren Erdschichten. Zusätzlich gelangt durch seine Tunnel mehr Sauerstoff in die Erde. Die Umschichtung (er frisst die Erde und legt sie gereinigt aus dem Tunnel wieder an die Oberfläche) hilft anderen Lebewesen leichter an Nährstoffe zu gelangen. Eine Entdeckung, die schon der Evolutionsbiologe Charles Darwin in einem Buch über die Wichtigkeit des Regenwurms in der Vordergrund rückte. (Charles Darwin (1881): The formation of vegetable mould, through the action of worms, with observations on their habits)

Gerade Blutegel, wie der medizinische Blutegel (Hirudo medicinalis), haben einen hohen Ekel-Faktor. Völlig zu Unrecht: Egel haben sich spezialisiert und leben entweder in Lebensgemeinschaften mit anderen Tieren (als Kommensalen, die keinem der Beteiligten einen Nachteil bereiten) oder als Parasit, wobei sie ihren Wirt (auf diesem Bild zum Beispiel ein Mensch) schädigen bzw. eventuell sogar töten können. Da sie durch ihre Lebensweise spezielle Proteine entwickeln, um Blut am Gerinnen zu hindern und es so besser aufnehmen zu können, sind diese Tiere sowohl für Wissenschaft als auch Medizin interessant: Früher wurden bei Krankheiten Egel angesetzt, um das „verseuchte“ Blut aus den Menschen zu saugen – eine Weiterentwicklung zum Aderlassen im Mittelalter. Allerdings kam es bei der Verwendung von freilebenden Egeln auch immer wieder zu Blutvergiftungen sowie Infektionen, die zum Tod der Patienten führten. Heute müssen deshalb strenge Auflagen erfüllt werden, bevor die Tiere für Therapien zugelassen werden: Egel für die Medizin werden in geprüften und dafür zugelassenen Farmen gezüchtet. Die Struktur der Proteine der Egel dient als Vorlage zur Entwicklung von medizinisch eingesetzten Gerinnungshemmern.

BONUSWISSEN: Der Handel mit Blutegeln, heute als Vierländer Blutegelhandel bekannt, war im 19. Jahrhundert eine wichtige Einnahmequelle für Hamburg. Jährlich wurden bis zu vier Millionen Blutegel importiert, von denen etwas weniger als ein Drittel auch verzollt wurde. Die Ursprünge liegen im medizinischen Einsatz durch Apotheker, die vermutlich Gemüsehändler anhielten, Egel aus den Gräben der Gemüsefelder mitzubringen. Dieses Geschäft wurde bald so lukrativ, dass die Sammelgründe in der näheren Umgebung erschöpft und bis nach Russland ausgeweitet werden mussten, um der hohen Nachfrage nachzukommen. Die überlieferte Fangmethode war allerdings etwas makaber: Junge Mädchen mussten barfuß und mit hochgerafften Röcken durch Flüsse, Bäche, Tümpel und Seen waten, sodass sich die Egel an ihren Beinen festsaugen konnten (warum das am Besten bei jungen Mädchen funktioniert, geht aus den Quellen nicht hervor). Blutegelhändler wurden bald angesehene und wohlhabende Mitglieder der Gesellschaft. Als Russland ungefähr zur Zeit des ersten Weltkrieges Ausfuhrzölle einführte, kam dieser Wirtschaftszweig allerdings zum Erliegen.

Die ersten Fossilien von denen wir heute annehmen, dass es Meeresborstenwürmer waren, sind vermutlich aus dem Kambrium. Wir schätzen deshalb, dass die Tiergruppe zwischen 484,5 bis 541 Millionen Jahre alt ist. Zu dieser Zeit gab es auf der Erde einen großen Kontinent, Gondwana, und die drei kleineren Kontinente Laurentia, Baltica und Sibirica. Große Bereiche des Planeten waren von Ozeanen bedeckt. Am Beginn dieses Zeitalters steht die „Kambrische Explosion“: In einem erdgeschichtlich extrem kurzen Zeitraum erscheinen beinahe alle heute bekannten mehrzelligen Tiergruppen auf der Bildfläche – von denen einige bereits ausgestorben sind. Erst in diesem Jahr wurde ein Fossil gefunden, das vermutlich den Übergang der freibeweglichen Würmer zu röhrenlebenden Formen darstellt.

Gerade in Hamburg haben wir wirklich Glück: Viele Meeresborstenwürmer leben im Wattenmeer. Bei einem Spaziergang finden wir dort manchmal kleine Erdhäufchen – also „verdautes“ Sediment, das Wattwürmer wieder an der Oberfläche abladen. Unter diesen „Häufchen“ befinden sich u-förmige Gänge, in denen sich die Tiere aufhalten.

Etwas tiefer im Watt ragen manchmal dünne, plastikartige Röhren aus dem Watt: Das sind die Röhren des Schopfwurmes (Lanice sp.), der sie baut und bei Hochwasser seine Tentakel ausstreckt, um Partikel aufzunehmen.

Die plastikartigen Röhren ragen leicht aus dem Sand heraus. Bei Niedrigwasser, wie auf der Abbildung erkennbar, kann etwas mehr Wasser in der Röhre gehalten werden. So trocknen die Tiere nicht aus und können ihre Tentakel bei Hochwasser weiter in die Wassersäule hineinhalten. Unter der Oberfläche sind die Röhren noch mindestens doppelt so lang, und oft zu Netzwerken zusammengefasst. 

Mit mehr Aufwand erschließt sich eine komplett neue Welt: Legen wir etwas von dem Sand des Watts (etwa auf Grundwasserniveau) unter ein Mikroskop, können wir die Lebewesen des Sandlückensystems beobachten. Zwischen den Sedimentkörnern leben viele verschiedene Tiergruppen (Quallen, Bauchhärlinge, kleine Krebschen, Rundwürmer und viele mehr) – darunter natürlich auch etliche Ringelwurmarten. Diese sind zwar um vieles kleiner als die zuvor erwähnten Tiere, aber deswegen nicht weniger faszinierend.

Das CeNak hat eine breit aufgestellte Meeresborstenwürmer-Sammlung, mit Schwerpunkten auf sowohl die polaren Gebiete als auch die Tiefsee. Wir haben etwa 30.000 Präparate in Gläsern, mit mehr als 100.000 Würmern, unter denen sich etwa 4.300 Belegexemplare für etwa 1.500 Arten befinden. Die meisten dieser Tiere sind in Alkohol konserviert, während einige (vor allem die mikroskopischen Formen) auf Objektträgern fixiert sind. Neuere Aufsammlungen werden in Tiefkühlschränken aufbewahrt, um im nächsten Schritt DNA entnehmen zu können. Zusammen mit der Sammlung der Regenwürmer und deren Verwandten besitzt Hamburg damit eine der größten und bedeutendsten Ringelwurmsammlungen weltweit. Wir arbeiten gerade mit Hochdruck daran, diese Sammlung digital zu erfassen und so leichter für die Wissenschaft zugänglich zu machen.

Ein kleiner Einblick in die Sammlung der Meeresborstenwürmer am CeNak. Was hier so schön einzeln in Gläschen aufgereiht steht, wurde zuerst in detaillierter Kleinarbeit aus Sammeltöpfen aussortiert, bestimmt, katalogisiert und wenn nötig beschrieben. Dafür haben wir zu jedem Gläschen Informationen zum Fundort, der Sammelweise sowie dessen Bestimmer vermerkt, die wir auf Anfrage zugänglich machen können. Fast die Hälfte dieser Sammlung wurde von Gesa Hartmann-Schröder und Angelika Brandt, zwei frühere Kuratorinnnen der Sammlung, während zahlreicher Expeditionen in die Arktis, Antarktis und die Tiefsee zusammengetragen. Heute bekommen wir Präparate meistens von Kooperationspartnern, wie dem Deutschen Zentrum für marine Biodiversitätsforschung (DZMB) und von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus aller Welt, die ihre Schätze bei uns in guten Händen wissen. Früher konnten wir auch Tiere von privaten Sammlern oder Hobbybiologen annehmen. Heute ist das nicht mehr ohne weiteres möglich, da wir im Interesse des Artenschutzes den genauen Herkunftsnachweis der Tiere benötigen und dafür einige Formalitäten erledigt werden müssen.

Um die externen Merkmale der Tiere möglichst dauerhaft zu erhalten, ist 70-prozentiger Alkohol eine der besten Konservierungsmittel. An diesem Tier sind die Schuppen, die den Rücken bedecken, sowie die zahlreichen Borstenbüschel, die sich seitlich am Körper befinden, immer noch gut erkennbar. Das lebendige Tier ist bräunlich bis rötlich gefärbt und vermutlich auch zur Biolumineszenz fähig – es kann also leuchten!

Der Internationale Tag des Meeresborstenwurms (International Polychaete Day) wurde 2015 ins Leben gerufen und wird weltweit sowohl von Museen als auch von Ringelwurmforscherinnen und -forschern gefeiert. Dabei versuchen wir die faszinierende Diversität, Schönheit und die wichtige Rolle der Ringelwürmer im Ökosystem bekannter zu machen. Das Datum ist nicht zufällig gewählt – der 1. Juli ist der Geburtstag von Dr. Kristian Fauchald, der über 60 Jahre lang mit Meeresborstenwürmern am Smithsonian Institute of Natural History in Washington, D.C. gearbeitet hat. Während dieser Zeit arbeitete er zusammen mit seinem Team am Verständnis der Vielfalt und der Verwandtschaften der Meeresborstenwürmer. Viele seiner Werke sind heute Basisliteratur für alle, die mit Ringelwürmern arbeiten. Leider verstarb Dr. Fauchald 2015. Daher kann er am diesjährigen, nunmehr sechsten International Polychaete Day nicht mehr teilnehmen.

Dieser Tag wird weltweit gefeiert, wobei Australien, eine Hochburg der Meeresborstenwurmforschung, aufgrund der Zeitzone den Anfang macht. Weitere bedeutende Teilnehmer sind die White Sea Biological Station der Universität Moskau (Russland), das Naturhistorische Museum London und das Nationalmuseum Wales (Großbritannien), einige Institute des Smithsonian in den USA wie die Meeresbiologische Station in Fort Pierce (Florida) und das Naturhistorische Museum in Washington D.C. , sowie das Museum in Los Angeles und das Monterey Bay Aquarium (Kalifornien). Dieses Jahr reiht sich Hamburg in die namhafte Liste mit ein.