Von Regina Oehler

Er sieht aus wie eine winzige Zigarre, nicht viel länger als einen einzigen Millimeter. Seine Existenz im Erdboden findet weder in Europa noch in China viel Beachtung. Als biologisch auffallend galt bisher vor allem sein Zwittertum: Fast alle Fadenwürmer der Art Caenorhabditis elegans (kurz: C. elegans) sind Hermaphroditen, die sich selbst befruchten können.

Doch seit kurzem ist der Wurm mit dem eleganten Namen weltberühmt – zumindest in wissenschaftlichen Kreisen: Er ist das einzige mehrzellige Lebewesen, von dem die Wissenschaftler jeden, aber auch jeden einzelnen Zellteilungsschritt kennen – von der befruchteten Eizelle bis zum erwachsenen Tier. Damit bietet der winzige Wurm den Forschern die einzigartige Möglichkeit, die Grundprinzipien der Entwicklung, auch der menschlichen, besser zu verstehen.

Seit das Entwicklungsmuster des Fadenwurms bis ins letzte Detail bekannt ist, überstürzen sich die Erfolgsmeldungen. Den beiden amerikanischen Biologen Victor Ambros und Robert Horvitz vom Massachusetts Institute of Technology (kurz MIT) gelang es jetzt, der Antwort auf die zentrale Frage der Entwicklungsbiologie ein gutes Stück näher zu kommen: Wie schafft es ein Embryo, die richtigen Zellen zur richtigen Zeit am richtigen Ort herzustellen?

Ambros und Horvitz spürten, wie sie am 26. Oktober im Fachblatt Science berichteten, in den Wurmeiern Gene auf, die offensichtlich für den Zeitplan der Entwicklung mitverantwortlich sind. Solche wichtigen Erfolge sind das Ergebnis langjähriger Forschung, in der Anatomen und Genetiker übrigens eng zusammengearbeitet haben. Was Wissenschaftler über das frühe Leben des Wurmes aufdeckten, ist oft so verblüffend, daß sich ein Redakteur von Science zu der Titelfrage hinreißen ließ: "Warum ist die Entwicklung so unlogisch?"

Die scheinbar unlogische Entwicklung spielt sich im Innern eines durchsichtigen Eies ab (Transparenz ist eine der zuvorkommenden Eigenschaften von C. elegans). Wenn der kleine Wurm schlüpft, hat sich die befruchtete Eizelle zu einem Gebilde von 558 Zellen entwickelt (ein ausgewachsener Wurm bringt es dann auf 959 Zellkerne). Soviele Zellen sind gerade noch, mit äußerster Mühe, Geduld und sehr viel Beobachtungsgabe, überschaubar. Ihre Zahl ist auf der anderen Seite aber auch so groß, daß an ihr komplexe Phänomene beobachtet werden können.

Die Embryos der Fadenwürmer waren schon im letzten Jahrhundert ein beliebtes Forschungsobjekt. Dennoch konnte die komplette Embryonalentwicklung des C. elegans erst 1983 veröffentlicht werden: Ungezählte Monate und Jahre hatten Einhard Schierenberg vom Max-Planck-Institut für Experimentelle Medizin in Göttingen und seine Kollegen John Sulston, John White und Nichol Thomson vom "Labor für Molekularbiologie" im englischen Cambridge dafür vor ihren Spezial-Mikroskopen verbracht. Das Forscherteam hatte die Zellteilungen beobachtet, gezeichnet und gefilmt, immer bemüht, das Schicksal jeder einzelnen Zelle nicht aus dem Auge zu verlieren.