Einer der unheimlichsten Aspekte, wenn man von einer Zecke gebissen wird, ist die unglaubliche Hartnäckigkeit des Spinnentieres: Wenn eine Zecke erfolgreich in deine Haut eindringt und du sie nicht herausziehst, kann sie tagelang an dir kleben bleiben, während sie dein Blut saugt und anschwillt.
Aus Video © Dania Richter
Trotz zahlreicher Forschungen über Zecken und die von ihnen übertragenen Krankheiten haben Wissenschaftler jedoch nie ganz verstanden, wie die Insekten mit ihrem Mund in die Haut eindringen und sich so gründlich festsetzen. Um dies zu ändern, hat eine Gruppe deutscher Forscher vor kurzem spezielle Mikroskope und Hochgeschwindigkeits-Videokameras eingesetzt, um in Echtzeit zu filmen, wie sich eine Rizinuszecke in die nackte Haut einer Maus eingräbt.
Ihre Arbeit, die heute in den Proceedings of the Royal Society B veröffentlicht wurde, brachte allerlei neue Erkenntnisse über die Struktur und Funktion der Mundwerkzeuge der Zecke. Der vielleicht erschütterndste Teil der Forschung ist jedoch das mikroskopische Video, das sie aufgenommen haben und das oben in beschleunigter Geschwindigkeit gezeigt wird.
Das Wissenschaftlerteam unter der Leitung von Dania Richter von der Charité in Berlin setzte fünf Zecken auf die Ohren von Labormäusen und ließ sie sich mit Blut vollstopfen. Die Zecken wussten jedoch nicht, dass sie mit der Kamera gefilmt worden waren. Durch die Analyse des Filmmaterials und detaillierter rasterelektronenmikroskopischer Aufnahmen der Mundwerkzeuge der Zecken fanden die Forscher heraus, dass die Bisse der Insekten in Wirklichkeit ein hochspezialisierter zweistufiger Prozess sind.
Zu Beginn, nachdem die Zecke auf ein Wirtstier geklettert ist, sticht ein Paar scharfer Strukturen, die so genannten Cheliceren, die sich am Ende des Mundwerkzeugs befinden, abwechselnd nach unten. Während sie sich allmählich eingraben, verhindern ihre mit Widerhaken versehenen Enden, dass sie herausrutschen, und die Zecke setzt sich langsam und flach in der Haut fest, wie in den ersten Sekunden des Videos zu sehen ist.
Eine mikroskopische Ansicht des Fütterungsfortsatzes einer Zecke, mit den Cheliceren oben (die gelenkigen Spitzen sind mit cd gekennzeichnet, der teleskopische Teil ist mit cm gekennzeichnet) und dem Hypostom unten (mit hy gekennzeichnet). Image via Ritcher et. al.
Nach etwa 30 dieser kleinen Grabbewegungen geht die Zecke in die zweite Phase über (zu sehen kurz nach der Vergrößerung im Video oben). Zu diesem Zeitpunkt biegt das Insekt gleichzeitig beide Teleskop-Chelicerae, wodurch sie sich verlängern, und schiebt sie in einer „brustschwimmähnlichen Bewegung“ auseinander, die die Forscher als V-Form bezeichnen.
Ein Schema der „brustschwimmähnlichen Bewegung“ des Zecken-Futterapparats, die es ihm ermöglicht, tief in die Haut einzudringen. Aus dem Video © Dania Richter
Wenn die Spitzen der Cheliceren in der Haut verankert sind, werden sie nach außen gebogen, damit sie noch tiefer eindringen können. Dann stößt das Hypostom der Zecke – ein rasiermesserscharfer, mit noch mehr Widerhaken versehener Speer – in die Haut des Wirts und setzt sich dort fest.
Die Zecke ist jedoch noch nicht fertig: Sie wiederholt den gleichen Brustschlag fünf oder sechs Mal hintereinander und drückt das Hypostom immer tiefer, bis es vollständig eingepflanzt ist. Wenn das Hypostom fest sitzt, beginnt die Zecke mit dem Blutsaugen – sie saugt die Flüssigkeit durch einen gerillten Kanal, der zwischen den Chelizeren und dem Hypostom liegt, bis zu ihrem Mund – und wenn sie nicht unterbrochen wird, fährt sie damit fort, bis sie Tage später gesättigt ist.
Dieses neue Verständnis, wie Zecken dieses Kunststück vollbringen, so die Forscher, könnte uns eines Tages dabei helfen, herauszufinden, wie man die Übertragung des am meisten gefürchteten Risikos eines Zeckenbisses verhindern kann: Borreliose. Wissenschaftler wissen, dass die Krankheit durch verschiedene Bakterienarten verursacht wird, die an der inneren Auskleidung des Zeckendarms haften und in der Regel erst nach einem ganzen Tag der Nahrungsaufnahme den Sprung in die Blutbahn des Menschen schaffen. Wenn wir wissen, wie Zecken sich so hartnäckig festsetzen können, könnten wir vielleicht ein Mittel finden, um ihre Fortschritte zu vereiteln, bevor die Borrelienbakterien die Chance haben, die Artengrenze zu überwinden.