Vom „medizinischen Inspirator“ bis zum „Müllvernichter“ sind Regenwürmer Ihnen vertraut und doch unbekannt

Im Frühling beginnen sich die Regenwürmer zu regen. Wenn es um Regenwürmer geht, sind sie den meisten Menschen ein Begriff. Allerdings sind Regenwürmer Lebewesen, die unter der Erde leben und die meiste Zeit außerhalb der Sichtweite des Menschen sind. Für uns sind sie sowohl vertraute als auch unbekannte Geschöpfe.

01 Große Regenwürmer werden zu Geistern, kleine Regenwürmer sind wie Würmer

Es gibt weltweit über 5.400 Regenwurmarten [1]. Kleine ausgewachsene Tiere sind nicht länger als einen Zentimeter, während große Exemplare, wie zum Beispiel der Australische Riesenregenwurm (Megascolides australis), über einen Meter lang werden können. Einige Exemplare sind sogar bis zu 3 Meter lang [2], was viel größer ist als der Regenwurmgeist, dem Lai Junchuo in dem seltsamen Geschichtenroman „Xuanguailu“ aus der Tang-Dynastie begegnet – dies ist ein Beispiel für eine Artenvielfalt jenseits der menschlichen Vorstellungskraft.

Der australische Regenwurm ist auch als Gippsland-Regenwurm bekannt (Quelle: Bilibili-Screenshot)

In der biologischen Klassifizierung gehören Regenwürmer zur Gruppe der Oligochaeten innerhalb des Stammes der Annelida, womit üblicherweise die terrestrischen Arten gemeint sind. Wie bei anderen Ringelwürmern ist der Körper des Regenwurms segmentiert und dieses Merkmal lässt sich leicht an seinem Körper erkennen. Wenn man nachzählt, haben die meisten Regenwürmer zwischen 60 und 320 Segmente [3].

Nahaufnahme von Regenwürmern (Copyright-Bild aus der Galerie, Nachdruck kann zu Urheberrechtsstreitigkeiten führen)

02Regenwurmnester und Nachtleben

Nachts kommen Regenwürmer, die auf der Erdoberfläche leben oder deren Höhlenöffnungen sich an der Oberfläche befinden, im Schutz der Dunkelheit hervor. Tagsüber sehen wir sie selten an der Oberfläche. Wir sehen nur die Kothaufen, die sie ausscheiden, und glauben fälschlicherweise, dass sie sich nur von der Erde unter der Erde ernähren. Tatsächlich können Regenwürmer grob in zwei ökologische Typen unterteilt werden: saprophag und geophag [4], wobei letzterer rein geophag ist. Diejenigen, die in tiefen Höhlen leben, schleppen sogar Laubstreu und Abfall in ihre Höhlen und fressen sie langsam.

Im Allgemeinen sind die meisten Regenwürmer Allesfresser und können die meisten Bio-Lebensmittel fressen, einige Arten haben jedoch ihre eigenen Nahrungspräferenzen. So zeigte beispielsweise eine Studie auf einer Weide im schottischen Hochland, dass dort lebende Regenwürmer (Lumbricus terrestris) bevorzugt die Reste von Rispengras (Poa annua) als Nahrung wählten [5]. Für Regenwürmer gilt nicht unbedingt: Je frischer das Futter, desto schmackhafter ist es . Untersuchungen von J.E. Satchell zeigten, dass frisch abgefallene Blätter von Eichen, Buchen, Lärchen und Fichten bei manchen Regenwürmern nicht beliebt sind, aber nach einer Zeit der Verwitterung und des mikrobiellen Abbaus, insbesondere nach der Zersetzung „unangenehmer“ Substanzen wie phenolischer Verbindungen, für Regenwürmer akzeptabel werden [6].

Regenwürmer und Baumwurzeln aus der unterirdischen Perspektive (urheberrechtlich geschütztes Bild aus der Galerie; Nachdruck kann zu Urheberrechtsstreitigkeiten führen)

03Regenwürmer und der „Zauber des Klons“

Die Regenerationsfähigkeit der Regenwürmer ist den Menschen schon seit langem bekannt. Spätestens seit dem Ende des 19. Jahrhunderts haben Wissenschaftler begonnen, Regenwürmer unter Anleitung wissenschaftlicher Methoden zu züchten [7]. Sie zerkleinern verschiedene Regenwürmer. Generell gilt: Wenn man einen Regenwurm in zwei Teile schneidet, kann aus jedem Teil ein Kopf und ein Schwanz wachsen. Diese „Regenwurm-Klontechnik“ kann bei den meisten Arten durchgeführt werden. Allerdings muss die Schnittrichtung gut kontrolliert werden, d. h. es muss in zwei Abschnitte geschnitten werden, nicht in zwei Scheiben. Außerdem ist nicht jeder Vorgang erfolgreich, und einige Regenwürmer sind auf dem Prüfstand tatsächlich gestorben.

Wenn die „Klontechnik“ erfolgreich durchgeführt werden kann, läuft der Ablauf grundsätzlich wie folgt ab: Zunächst werden die Körpersegmente an der Wunde sofort embolisiert und verschlossen. Anschließend wandern die in der Körperhöhle isolierten nativen Zellen zur Wundoberfläche und organisieren sich mit den von den Muskeln gebildeten Zellhaufen zu knotigen regenerativen Knospen. Gleichzeitig dringen Zellen, die durch die Teilung von Geweben wie dem Verdauungstrakt, Nerven und Blutgefäßen entstehen, in die regenerierten Knospen ein. Dadurch wird die initiale regenerative Struktur gebildet [8]. Obwohl die Anzahl der Segmente bei Regenwürmern grundsätzlich im Larvenstadium festgelegt wird, kann durch die Entfernung nur weniger Segmente die ursprüngliche Segmentanzahl wiederhergestellt werden. Je mehr Segmente übrig bleiben, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Regenwürmer überleben und ihre Regeneration abschließen [9].

Die nächste Frage ist: Da es bei den meisten Regenwürmern möglich ist, Kopf und Schwanz nach einem Schnitt separat zu regenerieren, können wir die „Technik des Klonens mehrerer Regenwürmer“ erreichen, wenn wir erneut schneiden und ein zusätzliches Stück mit abgeschnittenem Kopf und Schwanz übrig lassen? Dies hängt von der Regenerationsfähigkeit der Regenwürmer ab. Die Regenerationsfähigkeit verschiedener Regenwurmarten ist sehr unterschiedlich. Beispielsweise verfügt nach dem Abschneiden eines terrestrischen Regenwurms nur der vordere Teil über eine gewisse Regenerationsfähigkeit, während der hintere Teil wahrscheinlich versagt, sodass der Regenwurm direkt vergraben werden kann. Experimenten zufolge können die Mittelteile von Regenwürmern wie Eisenia foetida und Pheretima guillelmi ihren Kopf und Schwanz regenerieren [10][11].

Die starke Regenerationsfähigkeit der Regenwürmer hat auch das Interesse von Forschern aus medizinischen Bereichen geweckt. In einigen Tierversuchen wurde gezeigt, dass Regenwurmextrakte die Regeneration und Reparatur von Gewebe fördern, was darauf hindeutet, dass sie ein Anwendungspotenzial im medizinischen Bereich haben . Einige Forscher haben jedoch die Zuverlässigkeit der Schlussfolgerungen in Frage gestellt, sodass weiterhin Kontroversen bestehen [12].

04Kraftvolle Regenwürmer

Regenwürmer sind wichtige Akteure in terrestrischen Ökosystemen. Sie lockern den Boden, zersetzen organische Stoffe an der Oberfläche und im Boden und beschleunigen den Stoffkreislauf des Bodens. Sie sind wichtige Zersetzer im Ökosystem und außerdem eine Tiergruppe, die zahlreiche Prozesse beeinflusst, die die Bodenfruchtbarkeit bestimmen [13].

Bodenverschmutzung ist für Menschen sehr schwer zu erkennen, Bodenorganismen werden jedoch beeinträchtigt. Regenwürmer, die eine große Biomasse im Boden haben, sind anfällig für giftige und schädliche Substanzen im Boden. Ihre Artenvielfalt, Populationsdichte und Verbreitung können als Umweltindikatoren dienen . Darüber hinaus reichern sich Schadstoffe auch in Regenwürmern an. Auch die Schadstoffanalyse von Regenwürmern kann als Grundlage für die Bewertung der Bodenbelastung dienen [14]. Umweltbedingte Veränderungen ihrer physiologischen Indikatoren können zudem als Frühwarnung und Risikobewertung einer Bodenverschmutzung dienen.

Regenwurmzüchter kontrollieren das Wachstum der Regenwürmer (Quelle: Nachrichtenagentur Xinhua)

Natürlich werden Regenwürmer auch zur Verarbeitung von Abfällen, insbesondere von Bioabfällen, eingesetzt . Sie können die Zersetzung von Abfällen beschleunigen und sie in eine nützliche Form umwandeln. So wurden beispielsweise in einer Studie aus Nanjing Obstschalen, Gemüseblätter und andere Abfälle vom Gemüsemarkt mit Sägemehl vermischt und durch Regenwurmkompostierung verarbeitet. Dadurch wurde die biologische Aktivität des Komposts erhöht, der Anteil der Mikroorganismen reguliert und der Kompost besser für das Pflanzenwachstum geeignet gemacht [15]. Auch die Forschung zur Verwendung von Regenwürmern zur Verarbeitung von Küchenabfällen hat erhebliches Potenzial gezeigt.

Regenwürmer zersetzen einen Komposthaufen aus verrottendem Küchengemüse, Eierschalen und Teebeuteln (Copyright-Bild aus der Bibliothek, Nachdruck kann zu Urheberrechtsstreitigkeiten führen)

Regenwürmern wird außerdem eine positive Bedeutung bei der Bekämpfung von Sondermüll und Schwermetallbelastung zugeschrieben. Beispielsweise können die Aktivitäten von Regenwürmern die Auflösungsrate von Schwermetallen im Boden erhöhen und dadurch die Effizienz der Pflanzen bei der Extraktion von Schwermetallen aus dem Boden verbessern und die Entfernung von Schwermetallen aus dem Boden beschleunigen [16]. Allerdings müssen wir diese Regenwürmer im Auge behalten, da sie durch das Verschlucken große Mengen an Schwermetallen und Schadstoffen enthalten und sie bei Bedarf recyceln. Wenn sie erst einmal weit weg entweichen können, führt dies zu Umweltverschmutzung und die Schadstoffe breiten sich an anderen Orten aus [17].

Es ist zu beachten, dass Regenwürmer zwar über große Fähigkeiten im ökologischen und Umweltmanagement zu verfügen scheinen, jedoch nicht blind eingeführt werden können. Für die Regenwurmarten, die verwendet werden sollen, muss eine umfassende Sicherheitsbewertung durchgeführt werden. Tatsächlich kam es weltweit zu zahlreichen Fällen der Invasion fremder Regenwurmarten, die ökologische Probleme verursachten. Besonders schwierig ist es, im Boden lebende Regenwürmer zu entfernen.

Quellen:

【1】Misirlioğlu M, Reynolds JW, Stojanović M, ..., Brown GG. 2023. Regenwürmer (Clitellata, Megadrili) der Welt: eine aktualisierte Checkliste gültiger Arten und Familien mit Hinweisen zu ihrer Verbreitung. Z**ootaxa 5255, 417–438.

【2】Praagh BV. 1992. Die Biologie und Erhaltung des riesigen Gippsland-Regenwurms Megascolides australis McCoy, 1878. Soil Biology and Biochemistry 24, 1363–1367.

【3】Huang Fuzhen. 1982. Regenwürmer. Peking: Agrarpresse.

【4】Curry JP, Schmidt O. 2007. Die Ernährungsökologie von Regenwürmern – Eine Übersicht. Pedobiologia 50, 463–477.

【5】Neilson R, Boag B. 2003. Ernährungsvorlieben einiger auf Hochlandweiden in Schottland verbreiteter Regenwurmarten. Pedobiologia 47, 1–8.

【6】Satchell JE. 1967. Lumbricidae. In: Burges A, Raw F (Hrsg.). Bodenbiologie. London: Akademischer Verlag.

【7】Herlant-Meewis H. 1964. Regeneration bei Anneliden. Fortschritte in der Morphogenese 4, 155–215.

[8]Bai Guifen, Li Bing, Liu Pei. 2012. Forschungsfortschritte zur Regenwurmregeneration und Einflussfaktoren. Journal of Chifeng University (Natural Science Edition), 28(5), 34–36.

【9】Xiao NW, Ge F, Clive A. 2011. EdwardsDie Regenerationsfähigkeit eines Regenwurms, Eisenia fetida, in Bezug auf die Stelle des Verstärkers entlang des Körpers. Acta Ecologica Sinica 31, 197–204.

【10】Qi Liping, Ge Feng, Zhou Xiaodong. 2002. Forschungen zur Regenerationsfähigkeit von Regenwürmern. Chinesisches Journal für Angewandte und Umweltbiologie 8(3), 276–279.

【11】Gou Yingbo, Zhou Yang, Zhou Congshan. 2009. Forschung zur Regenerationsfähigkeit von Pheretima circumvallate. Journal of Changshu Institute of Technology (Natural Science Edition), 23(4), 65–68.

【12】Fana SE, Ahmadpour F, Rasouli HR, Maniati M. 2023. Regenwurm als Biomaterial zur Regeneration peripherer Nerven: Eine umfassende Übersicht. Traditionelle und Integrative Medizin 8,77–85.

[13] Zhang Weixin, Chen Dima, Zhao Cancan. 2007. Die Rolle von Regenwürmern in Ökosystemen. Biodiversitätswissenschaft, 15(2), 142–153.

[14]Yan Zengguang, He Qiaoli, Li Shengsheng. 2007. Anwendung von Ökotoxikologie-Experimenten mit Regenwürmern bei der Risikobewertung von Bodenverschmutzung. Umweltwissenschaftliche Forschung 20(1), 134–142.

[15] Yang Wenxia, ​​​​Li Huixin, Li Zhipeng, Jiao Jiaguo. 2013. Auswirkungen von Regenwürmern auf die biologischen Eigenschaften von Mischkompost aus Obstschalen und Gemüseblättern. Soil Bulletin 44(2), 363–368.

[16] Feng Fengling, Cheng Jiemin, Wang Dexia. 2006. Anwendungsaussichten von Regenwürmern bei der Phytosanierung schwermetallbelasteter Böden. Soil Bulletin 37(4), 809–814.

【17】William Rushger, Cullen Murphy, Zhou Wenping (Übersetzer), Lian Huixing (Übersetzer). 1999. Das Trash-Lied. Peking: China Social Sciences Press.

Autor: Ran Hao, angesehener Forscher, Schlüssellabor für Ökologie und Umweltschutz seltener und gefährdeter Pflanzen und Tiere, Bildungsministerium (Guangxi Normal University)

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