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WTF-Fragen
 

Was passiert, wenn man einen Wurm enthauptet, der etwas gelernt hat?

 

Kategorie:

Biologie

Der kurze TEASER:

Erstaunlicherweise "erinnert" sich auch der nachgewachsene Wurm, der aus dem Schwanz-Teil regeneriert, an Dinge, die er nie selbst gelernt hat. Das Gedächtnis scheint also nicht nur im Gehirn, sondern irgendwie im ganzen Körper gespeichert zu sein.

Die ausführliche Antwort:

Stell dir eine Welt vor, in der Erinnerungen nicht fest in einem zentralen Supercomputer – unserem Gehirn – verdrahtet sind, sondern wie eine Art unsichtbare Tinte im gesamten Gewebe deines Körpers fließen. Eine Welt, in der du ein Stück deines kleinen Fingers abgeben könntest und daraus ein Klon von dir wächst, der sich an deinen letzten Urlaub erinnert. Klingt wie Science-Fiction aus einem Philip K. Dick Roman? Für uns ja. Für einen winzigen, unscheinbaren Plattwurm namens Planarie ist das die tägliche Realität und ein biologisches Rätsel, das die Neurowissenschaften an ihre Grenzen bringt. Planarien sind die unangefochtenen Meister der Regeneration im Tierreich. Du kannst sie zerstückeln, und aus nahezu jedem noch so kleinen Fragment wächst ein komplett neuer, funktionsfähiger Wurm heran. Schneidest du eine Planarie längs in der Mitte durch, entstehen zwei Würmer. Schneidest du sie quer, regeneriert der Kopfteil einen neuen Schwanz und der Schwanzteil – und hier wird es wirklich bizarr – einen komplett neuen Kopf inklusive eines neuen Gehirns. Genau dieser Prozess hat eine Gruppe von Wissenschaftlern an der Tufts University zu einem der verblüffendsten Experimente der modernen Biologie inspiriert. Das Forscherteam um Michael Levin und Tal Shomrat wollte herausfinden, wo und wie Erinnerungen gespeichert werden. Die gängige Lehrmeinung ist klar: Das Gehirn ist die Festplatte, die Synapsen und neuronalen Netzwerke sind die Dateien. Doch die Regenerationsfähigkeit der Planarien bot die einmalige Chance, diese Hypothese radikal zu testen. Sie trainierten die Würmer darauf, offene, beleuchtete Flächen zu meiden – ein für diese lichtscheuen Tiere eigentlich untypisches, erlerntes Verhalten. Sie brachten den Würmern bei, dass Futter in einer bestimmten, texturierten Petrischale zu finden ist, und bestraften sie, wenn sie die falsche wählten. Nach zwei Wochen intensiven Trainings hatten die Planarien die Lektion gelernt. Jetzt kam der dramatische Teil: Die Wissenschaftler enthaupteten die trainierten Würmer. Sie schnitten den Kopf, also das Gehirn und den Sitz des bisherigen Lernens, ab und warteten. Der abgetrennte Körperteil zögerte nicht lange. Innerhalb von etwa 14 Tagen regenerierte er einen brandneuen Kopf mit einem fabrikneuen Gehirn. Ein Gehirn, das am ursprünglichen Training nie teilgenommen hatte. Nach der Logik der Neurowissenschaften hätte dieser neue Wurm ein unbeschriebenes Blatt sein müssen, ein "Reset" auf die Werkseinstellungen. Er hätte das antrainierte Wissen komplett vergessen haben müssen. Doch als die Forscher diesen "neuen" Wurm wieder in die Testumgebung setzten, geschah das Unglaubliche. Der Wurm zögerte nur kurz und zeigte dann fast sofort wieder das zuvor erlernte Verhalten. Er erinnerte sich. Und das mit nur einer einzigen Auffrischungslektion – viel schneller als die untrainierte Kontrollgruppe. Die Erinnerung musste also irgendwo außerhalb des ursprünglichen Gehirns überlebt haben. Aber wo? Die Theorien dazu sind so faszinierend wie spekulativ. Eine Idee ist, dass Erinnerungen nicht nur neuronal, sondern auch epigenetisch gespeichert werden. Das bedeutet, dass die Erfahrungen des Wurms chemische Schalter an seiner DNA umgelegt haben könnten. Diese "Markierungen" verändern nicht die DNA selbst, aber sie steuern, welche Gene abgelesen werden. Als der Wurm regenerierte, wurde dieses epigenetische Muster an die neuen Zellen weitergegeben und sorgte dafür, dass das neue Gehirn quasi mit den alten "Software-Einstellungen" hochfuhr. Es wäre, als würdest du deine Festplatte zerstören, aber weil die Blaupausen für deine Programme im Gehäuse des Computers gespeichert sind, baut sich die Festplatte einfach neu und installiert alles von selbst. Eine andere, noch radikalere Theorie besagt, dass das Nervensystem des Wurms, das sich durch seinen ganzen Körper zieht, selbst als eine Art dezentrales Gedächtnisnetzwerk fungiert. Die Erinnerungen wären dann nicht an einem Ort, sondern als Muster in der Struktur und den Verbindungen der Nervenzellen im gesamten Körper verteilt. Als der neue Kopf wuchs, hätte er sich an dieses bestehende "Körpernetzwerk" angeschlossen und die Informationen heruntergeladen. Diese Entdeckung stellt unser Verständnis von Gedächtnis und Identität fundamental in Frage. Wenn eine Erinnerung ohne das ursprüngliche Gehirn überleben kann, was ist dann das "Ich"? Ist es nur die Summe der Informationen, unabhängig davon, wo sie gespeichert sind? Könnte man theoretisch Informationen von einem Organismus auf einen anderen übertragen, indem man einfach Gewebe transplantiert? Die Planarie, dieser simple kleine Wurm, zwingt uns, die größten Fragen der Biologie und Philosophie neu zu stellen. Er ist der lebende Beweis dafür, dass die Natur weitaus seltsamer und wunderbarer ist, als unsere kühnsten Fiktionen es sich je ausmalen könnten.
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