00:00:06:

00:00:33: Wir kommen zurück bei Rätsel der Wissenschaft, dem Standard-Podcast über die großen Fragen der Menschheit.

00:00:39: Ich bin David Renert.

00:00:40: Und ich bin Tanja Traxler.

00:00:42: Wir beschäftigen uns jeden zweiten Mittwoch mit den ganz großen und ganz kleinen Mysterien in unserem Universum.

00:00:49: Heute geht es um die ganz kleinen, nämlich um die Superhelden der Tierwelt.

00:00:53: Sie überleben enorme Hitze, extreme Kälte und können sogar umgeschützt die Bedingungen des Weltraums aushalten.

00:01:01: Wenn es ungemütlich wird, dann pausieren sie einfach ihren Stoffwechsel und verbringen Jahre oder gar Jahrzehnte ohne Nahrung im Dornröschenschlaf.

00:01:10: Wir sprechen heute über die Beertierchen.

00:01:13: Was können diese außergewöhnlichen Winzlinge wirklich?

00:01:16: Man könnte sie ja leicht für Mikroorganismen halten, aber das sind sie nicht.

00:01:21: Beertierchen sind mikroskopisch kleine, aber vollständig entwickelte Tiere.

00:01:26: Sie sind meist nur so ungefähr zero Komma eins bis zero Komma fünf Millimeter groß.

00:01:32: Die größten Arten bringen es auf eineinhalb Millimeter.

00:01:36: Aber trotz dieser Kleinheit besitzen die Beertirchen alles, was Tiere so brauchen, also ein Mund, Verdauungstrakten, Muskeln, Nervensystem und Fortpflanzungsorgane.

00:01:49: Zu finden sind sie fast überall, von den ungemütlichen Höhlen des Himalayas bis in die dunkle Tiefsee.

00:01:55: Man findet sie in europäischen Regen rinnen genauso wie in vereisten, arktischen Gewässern oder tropischen Regenwäldern.

00:02:02: Beertirchen leben.

00:02:03: Sie kommen gerne in Moos und Flechten, in verschiedenen Böden.

00:02:08: Sie kommen im Süßwasser wie in Salzwasser vor.

00:02:11: Wasser brauchen sie auch zum aktiven Leben.

00:02:14: Aber ihr hört schon, ich sage, aktives Leben.

00:02:17: Wirtirchen können nämlich auch anders.

00:02:20: Man kennt diese Lebewesen schon eine ganze Weile.

00:02:23: Als erster hat sie der deutsche Pastor Johann August Efrem Götze im achzehnten Jahrhundert schon beschrieben und er nannte sie damals Kleine Wasserbären.

00:02:34: Der bärige Name kommt nicht von ungefähr.

00:02:38: Gottze schrieb in seiner Veröffentlichung, siebzehn, dreieun, siebzig.

00:02:42: Seltsam ist dieses Tierchen, weil der ganze Bau seines Körpers außerordentlich unseltsam ist und weil es in seiner äußerlichen Gestalt, dem ersten Anblick nach, die größte Ähnlichkeit mit einem Bären im Kleinen hat.

00:02:56: Dies hat mich auch dazu bewogen, in den Namen des kleinen Wasserbäers zu geben.

00:03:02: Man fürchte sich in dessen nicht auch diese Raubtiere der unsichtbaren Welt zu betrachten.

00:03:08: Wasserbär ist auch bis heute ein verbreiterter deutscher Name dieser Tierchen, die tatsächlich ein bisschen ein knuffige Bärchen erinnern.

00:03:16: Ihre wissenschaftliche Bezeichnung ist Tardi Grada, das setzt sich lateinisch zusammen für langsam schreitende und auch Dieser Name passt gut, wie man sieht, wenn man diese Bärtärchen bei ihrer tabsigen Fortbewegung beobachtet.

00:03:30: Fürchten muss man sich vor den kleinen Bärchen mit acht stummeligen Beinen, die kleine Krallen besitzen, nicht wirklich.

00:03:39: Da hatte Gott sei schon recht.

00:03:41: Außer man ist ein Fadenwurm.

00:03:43: Viele Bärtärchen sind zwar Vegetarier, manche Arten jagen aber nach Fadenwürmern oder Redetierchen, die sie mit einer Art Russel anstechen und dann aussaugen.

00:03:57: Erstaunlich sind diese Winseln mir aber nicht nur wegen ihres Aussehens, dass sie zu den vielleicht süßesten Wesen macht, die man unter dem Mikroskop so beobachten kann.

00:04:08: Forscher interessieren sich auch aus ganz anderen Gründen für die kleinen Wasserbeeren.

00:04:24: In ihrer aktiven Lebensphase sind Bertirchen nicht besonders auffällig.

00:04:29: Sie tun das, was Tiere halt so tun.

00:04:31: Fressen, verdauen, atmen, sich fortpflanzen.

00:04:35: Wirklich spannend wird es aber dann, wenn Bertirchen in Extremsituationen geraten.

00:04:40: Dann können sie in einem Zustand des Scheintots eintreten, indem sie unglaubliche Bedingungen aushalten können.

00:04:49: Experimente zeigen zum Beispiel, dass Bertirchen den sechsfachen Druck überstehen können, der am tiefsten Punkt der Erde herrscht, dem Marianengraben, der elftausend Meter tief ist.

00:05:00: Die Gwinzlinge können auch jahrzehntelang ohne Wasser und Nahrung aushalten und auch sie den der Hitze überstehen.

00:05:08: Die aber vielleicht erstaunlichsten Ergebnisse haben Experimente im all vor einigen Jahr angebracht.

00:05:14: Biertchen überstehen mit unter sogar die tödliche Strahlung im extrem kalten Vakuum des Weltraums.

00:05:22: Und sie sind danach, sogar noch in der Lage, sich fortzupflanzen und gesunde Nachkommen zu bekommen, erzählt Thomas Busby von der University of Wyoming, der die Fähigkeiten der Mini-Bean seit vielen Jahren erforscht.

00:05:39: Tartigrades sind in den Raum auf einem Kapsel geäußert, das in der Höhe der Erde geäußert ist, für bis zu zehn Tage.

00:05:47: Und wenn die Tartigrades außerhalb dieser Kapsel geäußert sind, die in den Vakuum- und Solarradiationen des Außerspaces gespürt sind, dann survived die majority der Tiere, und eigentlich bis zu diesem Tag, sind Tartigrades der einzige Tiere, das das für sie geäußert

00:06:29: ist.

00:06:29: Wie genau ist das möglich?

00:06:30: Welche Tricks?

00:06:31: Erlauben es den Beertierchen, derartigextreme Bedingungen in diesen Resistenzstadien zu überleben, das ist nach wie vor nicht vollständig geklärt.

00:06:42: Allerdings gibt es schon viele Erkenntnisse über die Superkräfte der Beertierchen und die sind nicht nur für die Biologie interessant.

00:06:49: Auch für die medizinische Forschung bergen die Beertierchen enormes Potenzial allen voran ihre Fähigkeit zur sogenannten Kryptobiose.

00:06:58: So nennt man nämlich diesen Todesindlichen Zustand, indem die Tiere ihre Stoffwechselvorgänge und die Atmung praktisch stoppen und sehr lange Zeit verweilen können, aus dem sie aber, und das ist das Erstaunliche, auch wieder sehr schnell aufwachen können und vollständig fit sind.

00:07:15: Beginnen wir mal mit der vielleicht erstaunlichsten Fähigkeit.

00:07:19: Tierisches Leben, wie wir es kennen, ist auf Wasser angewiesen.

00:07:23: Beertechen tolerieren aber eine vollständige Dehydration.

00:07:29: In einer trockenen Umgebung verlieren die Wasserbeeren allmählich praktisch ihre gesamte Körperflüssigkeit und in diesem Zustand ziehen sich ihre Körper zu einer geschrumpften runden Form zusammen, in der sie alle möglichen unwirtlichen Bedingungen lange Zeit problemlos überstehen können.

00:07:52: und verbessern sich dann diese Außenbedingungen wieder und es gibt zum Beispiel wieder Wasser, erwachern die Beertirchen innerhalb weniger Minuten zu neuem Leben.

00:08:03: Wie ein japanisches Forschungsteam vor einiger Zeit herausgefunden hat, verhindern offenbar bestimmte Proteine, dass die Körperzellen der Beertirchen trotz der extremen Austrocknung gänzlich kollabieren.

00:08:16: Diese Proteine sorgen dafür, dass sich bei der Dehydration so eine Art glasartige Schutzmatrix im Zellinnerem bildet, wie ein biologisches Netzwerk, das die Zellstrukturen stabilisiert und Brüche verhindert, aber nicht nur das, sondern auch das Verklumpen von Molekülen in den Zellen.

00:08:36: Und das ist wahnsinnig spannend.

00:08:39: als biologischer Vorgang an sich, aber bietet vielleicht auch wichtige medizinische Anwendungen.

00:08:46: Darüber sprechen wir später noch.

00:08:47: Extreme Austrocknung zu überstehen ist aber nicht der einzige Trick, den die Beertirchen in ihren Achtärmen haben, wie Molekularbiologe Thomas Boothby erklärt.

00:08:59: In addition to being able to survive being dried out, tardigrades survive a number of other extremes.

00:09:06: So some things you can do to tardigrades,

00:09:25: dass die Wasserbeeren sogar als bisher einzig bekannte Tiere die extremen Bedingungen des Weltraums ungeschutzt überstehen können, haben wir schon erwähnt.

00:09:37: Ich finde ja, das ist Ihre faszinierendste Fähigkeit.

00:09:40: Ich frage mich auch, warum können die das einfach

00:09:43: so?

00:09:44: Ja, das fragen sich viele.

00:09:47: Erstmals getestet wurde das Jahr zwei tausend sieben.

00:09:50: Damals wurden die Wasserbeeren nämlich mit einem E-Satelliten in den Orbit geschossen und zehn Tage lang direkt dem freien All ausgesetzt.

00:10:00: Nicht alle, aber viele überleben diese Tortur und etliche der Weltraum gereisten Weibchen bekamen später gesunden Nachwuchs.

00:10:10: Seither hat es immer wieder Studien mit Beerdirchen im All gegeben.

00:10:15: Ein Team um Thomas Busby hat die Bärchen auch schon für ein halbes Jahr zur internationalen Raumstation ISS geschickt.

00:10:24: um die Auswirkungen der Schwerelosigkeit und längerer Strahlenexposition zu untersuchen.

00:10:30: Das Ergebnis, das sie vielleicht fast schon erwartet, die Wasserbeeren stecken auch längere Weltraumaufenthalte ziemlich gut weg.

00:10:39: Ja, inzwischen haben unterschiedliche Forschungsteams schon einige Geheimnisse dieser Strahlungsdoleranz lüften können.

00:10:46: Und dabei zeigt sich überraschend ist, wie kürzlich ein Team der University of North Carolina berichtet hat.

00:10:53: Überstehen die Bärchen das mehrere Tausendfache der Strahlungsintensität, die Menschen gerade noch aushalten und dabei hilft ihnen unter anderem ein Protein, das man eben nur von Bärtierchen kennt bisher, das so eine Art Schutzfilm für die DNA bildet und Schäden durch die Strahlung erheblich reduziert.

00:11:14: Allerdings, und auch das war ein wichtiges Ergebnis jüngerer Untersuchungen, sehr hohe Strahlung schädigt die Beertirchen durchaus, also sie sind keineswegs immun dagegen.

00:11:24: Aber und da wird es wieder wirklich spannend, sie verfügen über einige Tricks, wie sie damit umgehen können.

00:11:31: Vor allem haben sie einen außergewöhnlichen Reparaturmechanismus entwickelt, der die Auswirkungen und Schäden von Strahlung im Erdgut sehr schnell wieder rückgängig machen kann.

00:11:42: All diese erstaunlichen Superkräfte der Bär-Tierchen haben immer wieder Leute zu der Hypothese veranlasst, dass die kleinen Bärchen außerirdischen Ursprung sein könnten.

00:11:54: Die Fähigkeit Temperaturen rund um den absoluten Nullpunkt bei minus zweihundertdreiundsiebzig Grad Celsius und die Strahlung des Alles so überstehen, können sie ja nicht auf der Erde gelernt haben und hier ausgebildet haben, lautet das Argument, solche Bedingungen herrschen ja in ihren irdischen Lebensräumen nirgends.

00:12:15: Ja genau, du hast vorhin richtig gefragt, warum können die das?

00:12:19: Allerdings, so cool das auch wäre, wenn die Bärtierchen einst von anderen Planeten oder sonst irgendwo her zu uns gekommen wären, einer genauen Überprüfung hält das leider nicht Stand.

00:12:30: Die Bärtierchen sind nämlich erstens eindeutig mit anderen irdischen Tieren verwandt.

00:12:36: Ihr Platz im evolutionären Stammbaum ist völlig unzweifelhaft.

00:12:40: Zweitens gibt es auch überhaupt keine Hinweise auf eine andere Biochemie.

00:12:44: und wenn man sich weit gereiste außerirdische Wesen, kleine, große, egal, vorstellt, wäre es doch sehr überraschend, wenn sie biochemisch ganz genau so aufgebaut sind, wie alles Leben, das wir hier von der Erde kennen.

00:12:57: Und dazu kommt vielleicht noch, es gibt sehr viele fossile Spuren von Beerdirchen, die eben auch zeigen, dass sie schon seit dem Cambrium vor ungefähr fünfhundertzwanzig Millionen Jahren auf der Erde existierten.

00:13:09: und eben Ihr Stammbaum lässt sich nachvollziehen, also sie sind nicht irgendwie plötzlich aufgetaucht und gelandet.

00:13:16: Dazu kommt, weitere Reisen durch das All würden eben selbst diese robusten Tiere nicht überstehen.

00:13:24: Wärtärchen halten zwar wirklich viel aus und sterblich sind sie aber eben auch nicht.

00:13:29: Eine dauerhafte Bestrahlung, extreme Temperaturschwankungen und der langsame chemische Abbau setzt ihnen auch harte Grenzen.

00:13:38: bereisen durch den Weltraum, auch wenn sie dafür besser ausgestattet sind als alle anderen, die wir kennen.

00:13:45: Es gibt übrigens noch andere Weltraumspekulationen rund um die Beertierchen und da ist wohl wirklich was dran.

00:13:52: Es dürfte nämlich welche auf den Mund geben.

00:13:55: Die sind zwar auch keine Aliens, sondern Erdlinge.

00:13:58: Ob welche davon aber noch lebensfähig sind, das ist eben die Frage und es ist eigentlich sehr fraglich.

00:14:04: Sie sind also eher geborene Raumfahrer als Aliens.

00:14:08: Ja genau, das könnte man sagen.

00:14:10: Wenn wir noch kurz beim Mond bleiben, also im Jahr, ist ein israelischer Mondländer am Anflug auf den Erdtrabanten gecrashed und an Bord hatte der unter anderem eine Kapsel mit Beertierchen in getrockneten Zustand.

00:14:26: Vollständig, die hydriert gibt es zumindest eine Chance, dass manche der Tierchen den Aufprall, die Strahlung und die starken Temperaturschwankungen auf dem Mond zumindest eine Weile überstanden haben.

00:14:40: Sechs Jahre später ist es aber äußerst unwahrscheinlich, dass sich noch reaktivierbare Wasserbeeren auf dem Mond befinden.

00:14:48: Es wird also eher nichts mit der ersten Wasserbeeren-Mondkolonie.

00:14:52: Leider, dass die Tiere aber zumindest geraume Zeit auf dem Mond überstehen können, ist faszinierend genug.

00:14:59: Kein Wunder, dass Beertirchen die Science Fiction auch seit Jahrzehnten inspirieren und nicht nur die Science Fiction.

00:15:06: Welchen praktischen Nutzen könnte die Erforschung der Beertirchen für uns Menschen haben?

00:15:10: Lassen sich ihre Superkräfte auf uns übertragen?

00:15:25: Das medizinische Interesse an den kleinen Wasserbeeren liegt freilich auf der Hand.

00:15:30: Viele der Fähigkeiten dieser Tiere könnten übertragen auf uns Menschen viele Vorteile bringen, bessere Gesundheit und zu einem langen Leben beitragen.

00:15:41: Vor allem ein besseres Schutz der DNA vor Schädigungen und effektiverer cellulärer Reparaturmöglichkeiten sind ein wahnsinnig wichtiges Thema in der medizinischen Forschung.

00:15:54: Und da gibt es bereits einige Fortschritte, die Forschende um Thomas Busby kürzlich veröffentlicht haben.

00:16:01: Besonders im Fokus steht dabei das schon erwähnte Schutzprotein, das im Bärtierchen eben die DNA umhüllt und Schäden durch Strahlen deutlich reduzieren kann.

00:16:13: Wenn man dieses Protein in menschliche oder tierische Zellen einschleust, sind auch die in Laborversuchen widerstandsfähiger gegen Strahlung und auch erste Versuche an lebenden Tieren zeigen vielversprechende Ergebnisse.

00:16:26: Aber auch effizienten Reparaturmechanismus für die DNA wird inzwischen viel geforscht.

00:16:33: Der Nutzen wäre zum Beispiel für Patienten, die Strahlentherapie erhalten müssen oder auch für Astronauten auf Langzeitmissionen enorm groß.

00:16:41: Bei den Wasserbären ist es ja eben genau dieses Zusammenspiel bei der Mechanismen, dass sie so widerstandsfähig macht.

00:16:47: Das Schutzpotein, dass eben die Brüche und Schäden an der DNA zunächst einmal stark reduziert und dann gibt es das Zellsystem, das verbleibende Schäden oder Schäden, die nicht verhindert werden können, doch sehr schnell wieder beheben können, sobald der Stoffwechsel der Tiere wieder angekurbelt wird.

00:17:06: Das wäre wirklich ein Game-Changer, wenn sich das therapeutisch auch für Menschen nutzen ließe.

00:17:11: Für Thomas Boothby steht aber noch eine andere Beertierchen-Fähigkeit im Vordergrund, wenn es um Unmittelbahnen nutzen für den Menschen und die Rettung von Leben geht, nämlich das Potenzial Medikamente und vor allem Impfungen, um gekühlt haltbar zu machen.

00:17:34: due to help humanity or solve real world problems.

00:17:37: Now, I think there are a number of real world problems and applications that studying tardigrades can help us address.

00:17:45: But the one that I'm most passionate about is abolishing our need to rely on the cold chain.

00:17:53: Was ist die Cold Chain?

00:17:54: Die Cold Chain ist eine Serie der interkommunikierenden Refrigeratorinnen und Refriger, die die Viability der vielen unserer größten Lebenssicherheit für Pharmaceuticals benötigt werden.

00:18:08: Hier sind ein paar Beispielen von Dingen, die müssen kalt sein.

00:18:12: all the time to maintain their viability.

00:18:15: And I want to draw your attention to the fact that nearly every vaccine needs to be kept between a temperature range of eight and two degrees Celsius.

00:18:25: If they go out of that temperature range, they start breaking down.

00:18:29: Now, I draw your attention to vaccines because the World Health Organization has estimated that about twenty two million children do not get basic childhood vaccinations.

00:18:42: every year in the world.

00:18:43: And this has the unfortunate consequence of leading to over one point five million children under the age of five dying every year from diseases that we have medicine for.

00:18:54: They never need to die from these diseases.

00:18:56: Now a huge hurdle to getting vaccines to children that need them worldwide is the cold chain.

00:19:03: What if we take what we learn about how tardigrades protect their cellular components when they dry out?

00:19:11: Cellular-Komponenten wie Proteins.

00:19:13: Und wir verabschieden diese gleichen Tricks für Vaccinen.

00:19:16: Viele Vaccinen sind aus den gleichen basicen Bildungsbüchern, die called Aminoacids, die Proteins machen.

00:19:23: Also, wenn wir die Tricks von Tartigrates verabschieden können, verabschieden diese gleichen Tricks für Vaccinen.

00:19:29: Wir können die Technologie, die wir verabschieden, verabschieden, in einem hohen Staaten oder sogar erhöhten Temperaturen und verabschieden sie überall in der Welt.

00:19:40: Aber bevor wir diese Technologie entwickeln können, müssen wir sehen und verstehen die Fundamental-Biologie hinter dem, wie Tartegräte sich ausdrücken, wenn sie ausdrücken.

00:19:49: Und das ist das, was meine Laboratory versucht zu machen.

00:19:52: Wir können also noch wirklich viel von den kleinen Bärchen lernen und ich hoffe, ihr seid inzwischen auch angesteckt worden von unserer Begeisterung für die Bär-Tierchen.

00:20:03: Sie sind nicht nur unglaublich coole Überlebenskünstler, sie sehen dabei auch noch wahnsinnig cute aus.

00:20:11: Und falls ihr Wasserbären mal direkt beobachten wollt, das ist mit einem einfachen Mikroskop und ein bisschen Geduld gar nicht schwer.

00:20:18: Am besten sammelt man ein bisschen Moos oder Flechten, zum Beispiel von Bäumen, Mauern, Hausdächern aus dem Wald.

00:20:25: Dann gibt man Stücke davon in einem Becher und übergießt das Ganze mit sauberen Wasser, mit destillierten Wasser, am besten lässt das eine Zeit lang einweichen und drückt das Gewächs dann ein bisschen aus, nimmt eine Wasserprobe und Mit ein bisschen Glück findet man in dieser Wasserprobe Bär-Tierchen.

00:20:43: Sie sind aber so weit verbreitet, dass man gar nicht mal wahnsinnig viel Glück dafür braucht.

00:20:47: Ich würde ja auch sehr gerne mal die Szenen, die im Jahr am Moden gecrashed sind, um zu wissen, was eigentlich aus ihnen geworden ist.

00:20:56: Aber Bär-Tierchen aus der Regengrinne würden es auch tun.

00:21:01: Das ist übrigens auch ein Super-Experiment, dass man leichten Kinder

00:21:04: machen kann.

00:21:05: Und wie sagt ihr schon der Erstbeschreiber der Bärtierchen Johann August Efrem Götze?

00:21:10: Man fürchte sich nicht, auch diese Raubtiere der unsichtbaren Welt zu betrachten.

00:21:16: In diesem Sinne.

00:21:16: Für heute sagen wir Danke fürs Zuhören.

00:21:19: Und wir freuen uns, wenn ihr beim nächsten Mal wieder dabei seid bei Rätsel der Wissenschaft.

00:21:24: Jeden zweiten Mittwoch überall, wo es Podcast gibt.

00:21:27: Ich bin David Renard.

00:21:29: Und ich bin Tanja Traxler.

00:21:30: Diese Folge wurde von Christoph Neuwirt produziert.

00:21:33: Bis zum nächsten Mal.

00:21:34: Ciao.

00:21:35: By studying how tardigrades survive prolonged exposure to the vacuum of outer space, scientists can generate clues about the environmental limits of life and how to safeguard astronauts.

00:21:47: In the process, tardigrades could even help us answer a critical question.

00:21:52: Could life survive on planets much less hospitable than our own?