Vorne rein, hinten raus: Ein durchgehendes Verdauungssystem ermöglicht es, die Nahrung in verschiedenen Abschnitten des Magen-Darm-Trakts effizient zu verwerten. Fast alle bilateralen Tiere – also solche, die zwei symmetrische Körperhälften haben – besitzen daher einen Mund für die Nahrungsaufnahme und einen After zur Ausscheidung der Reste. Einige primitive Tiere wie Quallen, Seeanemonen und Korallen dagegen haben nur eine Öffnung, durch die sie ihre Nahrung sowohl aufnehmen als auch wieder von sich geben. Dieses Verdauungssystem ist allerdings deutlich weniger effektiv.
Gemeinsame Gene
Doch wo liegen die evolutionären Ursprünge des Anus? Mit dieser Frage hat sich ein Team um Carmen Andrikou von der Universität Bergen in Norwegen beschäftigt. Dazu untersuchten die Forschenden winzige urtümliche Würmer aus dem Stamm der sogenannten Xenacoelomorpha, die üblicherweise am Meeresboden leben und bereits seit rund 550 Millionen Jahren auf der Erde existieren. Ausgerechnet diese nur wenige Millimeter großen Lebewesen weisen eine außergewöhnliche Kombination an Merkmalen auf: „Einerseits besitzen sie zwar nur eine Mundöffnung, die Nahrung aufnimmt und den Abfall wieder ausspeit – gleichzeitig gehören sie aber zu den ersten sogenannten Bilateria, sind also symmetrisch aufgebaut mit einer linken und einer rechten Körperhälfte, so wie auch Säugetiere und der Mensch“, erklärt Andrikous Kollege Andreas Hejnol. „Sie nehmen also eine sehr interessante Position im Stammbaum der Tiere ein.“
Zudem haben diese Würmer eine weitere Besonderheit: Obwohl ihnen ein Anus fehlt, besitzen zumindest die männlichen Exemplare hinten dennoch eine Öffnung, genannt Gonoporus – einen Kanal für Spermien. Um herauszufinden, ob der Gonoporus ein urtümlicher Vorläufer des Afters ist, analysierten Andrikou und ihr Team, welche Gene dort aktiv sind. Und tatsächlich: „An dieser Öffnung haben wir nun mehrere Gene entdeckt, die auch für die Bildung des Enddarms verantwortlich sind“, berichtet Hejnol. Frühere Studien hatten bereits gezeigt, dass Xenacoelomorpha und Menschen auch für die Bildung ihrer Mundöffnung auf die gleichen Gene zurückgreifen.
Der Anfang vom Ende
Die Gene, die die die Forschenden an der Geschlechtsöffnung der urtümlichen Würmer nachgewiesen haben, dienten bereits in anderen Studien als Beleg dafür, dass verschiedene Arten von Darmausgängen miteinander verwandt sind – etwa bei Schnecken, Insekten und Menschen. Doch Andikou und ihre Kollegen wollten sicher gehen, dass diese Gene nicht einfach nur auf die hintere Position im Körper hinweisen. Dabei half ihnen eine natürliche Variation: Eine bestimmte Art von Xenacoelomorpha, der sogenannte Pantherwurm (Hofstenia miamia), trägt seinen Gonoporus nicht hinten, sondern vorne, direkt neben dem Mund. Doch auch bei ihm sind die typischen „Anus-Gene“ aktiv. Ein weiterer Beleg: Bei Jungtieren, die noch nicht geschlechtsreif sind und keinen Spermienkanal besitzen, werden diese Gene nicht exprimiert.
