Riftia pachyptila ist eine Art aus der Familie der Bartwürmer (Siboglinidae). In der Familie der Bartwürmer erreicht diese Art die größte Größe mit einer Gesamtlänge von drei Metern. Die Art lebt an hydrothermalen Schloten in der Tiefsee (Schwarze Raucher). Wie alle Bartwürmer besitzt auch dieser Wurm keinen Darm und auch keine Mundöffnung. Daher kann der Wurm keine Nahrung aufnehmen, um dennoch zu überleben ist er eine Symbiose mit einer Bakterienart, die zu den Gammaproteobacteria gehört. Er war die erste Art, bei dem eine Symbiose mit einem Schwefelbakterium beobachtet worden ist. Inzwischen sind auch weitere Arten bekannt, welche ähnliches Verhalten zeigen.

Die symbiotischen Bakterien gewinnen durch die Oxidation von Sulfid-Ionen mit dem Sauerstoff des Meerwassers Energie. Sulfid ist im freien Wasser nicht beständig, wird aber gemeinsam mit etlichen Metallionen aus hydrothermalen Quellen am Meeresgrund freigesetzt, die im Zusammenhang mit der vulkanischen Aktivität an mittelozeanischen Rücken stehen. Die sogenannten schwarzen Raucher, bei denen aus Spalten versickertes Meerwasser, durch in geringer Tiefe liegendes Magma aufgeheizt und mit Mineralien angereichert wird. Die Bakterien oxidieren das Sulfid zu Sulfat, wobei Energie frei wird. Weiter können die Bakterien mittels mehrerer Stoffwechselwege im Wasser gelöstes Kohlendioxid zu organischer Substanz, und damit Nahrung, reduzieren.

Riftia pachyptila unterstützt seine Energie-, Kohlenstoff- und Biomassequellen indem er ständig sulfidreiches Wasser herbei strudelt, das aus den Spalten am Meeresgrund nicht gleichmäßig, sondern in kleinräumig stark wechselnder Zusammensetzung hervorquillt. Durch die Assimilation von Kohlendioxid passt der Wurm den pH-Wert des Wassers an, um dies für die Bakterien bekömmlicher zu machen und führt auch schädliche Stoffwechselprodukte, wie elementaren Wasserstoff, von den Bakterien ab. Dieser Wasserstoff scheint möglicherweise ebenfalls als Energiequelle für den Wurm zu dienen, zumindest gibt es Hinweise darauf.

Das Beeindruckende an dieser Entwicklung ist aber wohl, dass Sulfid für Eukaryoten, wie der Bartwurm oder auch wir, eigentlich ein Zellgift ist.

Die Art hat einen besonderen Weg gefunden, diesen für sie giftigen Stoff dennoch anreichern und ihrem Symbionten liefern zu können. Sie nutzt dazu eine Form des roten Blutfarbstoffs Hämoglobin, der bei ihr nicht in Zellen eingeschlossen, sondern frei im Plasma gelöst vorkommt. 

Die Art besitzt drei Hämoglubinformen, welche alle eine Bindungsstelle für Sauerstoff und Sulfid aufweisen.

Durch den hohen Hämoglobingehalt sind die Tentakel von Riftia pachyptila rot gefärbt.

Inzwischen ist auch nachgewiesen, dass der heranwachsende Wurm die Bakterien nicht vom Muttertier her mitbringt, sondern sie im Laufe der Entwicklung jedes Mal neu aus der Umwelt aufnehmen muss.

Quellen

• Monika Bright & Francois H. Lallier (2010): The biology of Vestimentiferan tubeworms. Oceanography and Marine Biology: An Annual Review 48: 213–266.
• Ana Hilario, Marıa Capa, Thomas G. Dahlgren, Kenneth M. Halanych, Crispin T. S. Little, Daniel J. Thornhill, Caroline Verna, Adrian G. Glover: New perspectives on the ecology and evolution of siboglinid tubeworms. In: PloS one. Band 6, Nummer 2, 2011, S. e16309, https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0016309 Abgerufen am 25.04.2025
• McClain, Craig R.; Balk, Meghan A.; Benfield, Mark C.; Branch, Trevor A.; Chen, Catherine; Cosgrove, James; Dove, Alistair D.M.; Gaskins, Lindsay C.; Helm, Rebecca R. (2015-01-13). "Sizing ocean giants: patterns of intraspecific size variation in marine megafauna". PeerJ. 3: e715. https://peerj.com/articles/715/ Abgerufen am 25.04.2024
• Nicole Dubilier, Claudia Bergin, Christian Lott (2008): Symbiotic diversity in marine animals: the art of harnessing chemosynthesis. Natue Review Microbiology 6: 725-740. https://www.nature.com/articles/nrmicro1992 Abgerufen am 25.04.2024
• Franck Zal, Emmanuelle Leize, François H. Lallier, André Toulmond, Alain Van Dorsselaer, James J. Childress (1998): S-Sulfohemoglobin and disulfide exchange: The mechanisms of sulfide binding by Riftia pachyptila hemoglobins. Proceedings of the National Academy of Sciences 95(15): 8997-9002.
• Monika Bright & Angelika Sorgo (2003): Ultrastructural reinvestigation of the trophosome in adults of Riftia pachyptila (Annelida, Siboglinidae). Invertebrate Biology 122(4): 347–368 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1744-7410.2003.tb00099.x Abgerufen am 25.04.2024
• Tara L. Harmer, Randi D. Rotjan, Andrea D. Nussbaumer, Monika Bright, Andrew W. Ng, Eric G. DeChaine, Colleen M. Cavanaugh (2008): Free-Living Tube Worm Endosymbionts Found at Deep-Sea Vents. Applied and Environmental Microbiology 74(12):3895. https://journals.asm.org/doi/10.1128/aem.02470-07 Abgerufen am 25.04.2024