Die jüngsten Schlagzeilen über verseuchtes Hochwasser, das in britische Städte und Dörfer eindringt, haben vielleicht die Frage aufgeworfen, was in diesen Gewässern wirklich lauert. Wenn das Hochwasser, wie vermutet, mit Bakterien wie E. coli, Campylobacteria (eine häufige Ursache für Lebensmittelvergiftungen) und Norovirus in Surrey und Somerset kontaminiert ist, welche anderen mikroskopischen Lebewesen könnten dann durch die außergewöhnlich hohen Wasserstände im ganzen Land transportiert werden?
Ein mikroskopischer Organismus, der mit ziemlicher Sicherheit im Hochwasser vorhanden ist, aber weniger eine Bedrohung für unsere Gesundheit darstellt, ist der Wasserfloh – das Thema einer neuen Arbeit, die diese Woche in EvoDevo veröffentlicht wurde. Wasserflöhe sind eigentlich gar keine Flöhe und haben wenig Ähnlichkeit mit ihren entfernten Gliederfüßer-Cousins, die für die verheerende Ausbreitung des Schwarzen Todes im 14. Es handelt sich um planktische Krebstiere, und die Tiere der Gattung Daphnia gehören zu den ältesten Modellorganismen der biologischen Forschung. Ihr Einsatz reicht von der Ökotoxikologie bis zur Ökologie und Evolutionsbiologie.
Wasserflöhe, die in Süßwasserteichen, Seen und Flüssen leben, sind Filtrierer und spielen daher eine Schlüsselrolle in der Süßwasserökologie, indem sie Algen fressen und so den Nährstoffkreislauf im Wasser unterstützen. Der in vielen Süßwasserökosystemen häufig zu beobachtende natürliche Algenfluss kann mit dem Auf- und Abstieg von Daphnienpopulationen in Verbindung gebracht werden, wenn diese ihre Algennahrungsquelle verbrauchen und aufbrauchen. Daphnien werden wiederum von einer Reihe größerer aquatischer Raubtiere verzehrt – sie sind ein häufig verwendetes kommerzielles Fischfutter – und stellen daher einen wichtigen Bestandteil vieler Süßwasser-Ökosysteme dar.
Findet man Daphnien, die fröhlich im Hochwasser schwimmen, wäre das eigentlich ein sehr gutes Zeichen, denn Daphnien können zum Nachweis giftiger Chemikalien im Wasser verwendet werden, ähnlich wie Kanarienvögel in Kohlebergwerken. In einem gängigen Experiment im Klassenzimmer korreliert der Anteil der Daphnien, die in einer untersuchten Probe aufhören zu schwimmen, mit dem Giftgehalt des Wassers; dieser Test gilt als empfindlicher für die Wasserqualität als jede herkömmliche chemische Analyse.
Als ob das nicht genug wäre, sind diese winzigen Organismen auch wichtige Modelle für die Evolutionsbiologie, da sie relativ kurze Generationszeiten haben und leicht zu züchten sind. Insbesondere ihre interessanten Fortpflanzungszyklen – viele Daphnienarten können sich je nach Umweltbedingungen ungeschlechtlich durch Parthenogenese oder geschlechtlich fortpflanzen – machen sie zu idealen Modellen für die Erforschung der Evolution der sexuellen Fortpflanzung.
Daphnia magna, eine der vielen eng verwandten Arten des Wasserflohs, lässt sich problemlos kultivieren und ermöglicht einen leichten Zugang zu den sich entwickelnden Eiern, was sie zu einem attraktiven Modell für die EvoDevo-Forschung macht. Mittmann et al. beschreiben in dieser Woche in EvoDevo ein wichtiges neues Modell für die Stadieneinteilung bei dieser Art.
Bisher veröffentlichte Stadieneinteilungssysteme verwenden die Zeit als Maß für die Entwicklung. Viele gängige Techniken und Methoden in der Entwicklungsbiologie verursachen jedoch Verzögerungen in der Entwicklung und machen diese Modelle daher ungenau und können diese Experimente ungültig machen. Stattdessen stützen sich Mittmann et al. auf morphologische Merkmale, um die Entwicklungsstadien der sich entwickelnden Daphnien zu bestimmen. Weitere Informationen finden Sie auch in einem kürzlich erschienenen Q&A mit dem Erstautor Carsten Wolff.
Dieses neue Modell kann verwendet werden, um das Entwicklungsstadium unabhängig vom Zeitpunkt genau zu bestimmen, und ist daher von großer Bedeutung für Forscher, die sich mit der Evolutions- und Entwicklungsbiologie dieser Arthropoden befassen.
Aufgrund der zahlreichen experimentellen Anwendungen für Wasserflöhe wird dieses Modell weitreichende Auswirkungen auf die gesamte Forschungsgemeinschaft haben. Forscher können sich auf die weiteren Entwicklungen und Erkenntnisse freuen, die sie bei der Untersuchung dieses wichtigen Modellorganismus gewonnen haben.
Nicht alles, was in den Fluten lauert, ist also zu befürchten – obwohl der bescheidene Wasserfloh einer der ältesten Modellorganismen in der biologischen Forschung ist, beweist er immer noch seinen Nutzen.
