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News: Ineinander geschachtelte Bakterien

In trauter Zweisamkeit leben in einer Symbiose Organismen auf engstem Raum miteinander, wobei beide Partner von dieser Verbindung profitieren. Auch viele Insekten haben die Vorzüge einer derartigen Lebensgemeinschaft erkannt und sich mit Mikroorganismen verbündet. Doch damit nicht genug: Wie Untersuchungen der in Zitrus-Schmierläusen beherbergten Bakterien nun enthüllten, befinden sich in diesen weitere winzige Gäste, die ähnlich wie in der russischen Puppe in der Puppe ineinander geschachtelt sind.
In der Natur hat sich im Laufe der Zeit eine ungeheure Vielfalt an wechselseitigen Beziehungen zwischen zwei Organismen herausgebildet, aus denen beide Partner einen Nutzen ziehen. Diese Symbiosen sind auch unter Insekten weit verbreitet, die proteinarme Säfte aus Pflanzen saugen. In ihren Därmen logieren oftmals in spezialisierten Zellen Mikroorganismen als dauerhafte Untermieter. Als Gegenleistung versorgen diese ihren Wirt mit bestimmten essentiellen Nährstoffen und wurden deshalb als unentbehrlicher Bestandteil in deren Körper integriert. Bereits seit vielen Millionen Jahren existieren diese eingespielten Lebensgemeinschaften, denn die weiblichen Tiere vererben die Bakterien automatisch an ihren Nachwuchs weiter.

Viele Insekten beherbergen sogar mehrere nützliche Mikroorganismen an verschiedenen Orten. Auch die Zitrus-Schmierlaus Planococcus citri ist ein derartiges Bündnis mit zwei Bakterienarten eingegangen. Bisher nahmen Forscher an, dass die beiden Endosymbionten in den Läuse-Individuen friedlich nebeneinander vorkommen oder jeweils in einzelne Zellen eingeschlossen sind. Nun lüfteten Carol von Dohlen und Shawn Kohler von der Utah State University das Geheimnis der Mikroorganismen-Koexistenz.

Als die Wissenschaftler die so genannten symbiotic spheres – die vermutlichen Aufenthaltsorte der Bakterien in den Schmierläusen – mithilfe der Fluoreszenz-in situ-Hybridisierung näher untersuchten, fanden sie innerhalb der Einschlüsse überraschenderweise Hinweise auf zwei Proteobakterienarten aus der beta- und gamma-Untergruppe. Doch obwohl die Forscher ein Elektronenmikroskop einsetzten, gelang es ihnen nicht, die beta-Proteobakterien genauer zu lokalisieren. Des Rätsels Lösung lautete, dass es sich bei den symbiotischen Strukturen selbst um die gesuchten Mikroorganismen handelt. Dieses Forschungsergebnis bezeichnet Paul Baumann von der University of California in Davis "als eine der aufregendsten Entdeckungen seit vielen Jahren."

Wie weitere Untersuchungen bestätigten, leben die gamma-Proteobakterien tatsächlich als Symbionten im Inneren der beta-Bakterien, und als ineinander verschachtelte Lebensgemeinschaft werden sie von den Schmierläusen an ihre Nachkommenschaft weitergegeben. Noch grübeln die Wissenschaftler jedoch darüber, von welcher Art diese besondere bakterielle Beziehung ist und ob die eingeschlossenen gamma-Proteobakterien ebenfalls Freundschaftsdienste für die Insekten verrichten.

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  • Quellen
Nature 412: 433–436 (2001)
ScienceNow

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