Mikroorganismus ist gleichzeitig Killer und Gastgeber

Einblick in faszinierendes Leben vor einer Mrd. Jahre

Ein kleiner Einzeller, den japanische Wissenschaftler am Strand gefunden haben, bietet Einblick in eine Entwicklung auf der Erde, die vor einer Mrd. Jahre stattgefunden hat: Die Evolution von Pflanzen und Algen. Die Wissenschaftler um Noriko Okamoto und Isao Inouye von der University of Tsukuba haben dem farblosen Organismus den Namen „Hatena“ (japanisch für „Mysterium“) gegeben. Hatena ist in einer Phase Räuber, in einer anderen Gastgeber einer grüne Alge (Nephroselmis), die mit Photosynthese ihre eigene Nahrung herstellt, berichten die Forscher in der jüngsten Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Science .

Hatena repräsentiert ein frühes Stadium in der Entwicklung einer sekundären Endosymbiose. Die Endosymbiontentheorie geht davon aus, dass Mitochondrien und Chloroplasten sich aus eigenständigen Lebewesen entwickelt haben. Im Zuge des Evolutionsprozesses sind diese Einzeller eine Endosymbiose mit einer Zelle eingegangen, das heißt sie leben in ihrer Wirtszelle zum gegenseitigen Vorteil. Das Zusammenspiel der beiden zellulären Organismen hat sich dann im Verlauf der Evolution zu einer gegenseitigen Abhängigkeit entwickelt, in der keiner der beiden Partner mehr ohne den anderen überleben konnte. Diese Symbiose wird Endosymbiose genannt.

Das besondere an Hatena ist allerdings die Tatsache, dass die beiden Teile noch nicht lange zusammenleben. Das wird daran deutlich, dass sich die Alge nicht synchron mit dem Wirt teilt. Danach bleibt eine Tochterzelle ohne Wirt. Während die Tochterzelle ohne Wirt ist, ist sie farblos und beginnt ein räuberisches Leben. Dies ändert sich dann, wenn sie eine passende Alge findet, die sie aufnimmt, allerdings nicht verdaut, sondern zu einem funktionierenden Teil von Hatena wird. Auch hier geschehen einige Besonderheiten: Die freilebenden Algen, die sonst nur zehn Mikrometer groß werden, erreichen in Hatena die zehnfache Größe und verlieren zahlreiche Zellstrukturen. Auch der Wirt verändert nach dem Zuzug seine Eigenschaft. Das Vorhandensein der photosynthetischen Alge macht das räuberische Leben hinfällig. Daher wird der Fressapparat aufgegeben.

Unklar ist weiterhin allerdings, was dazu führt, dass der Chloroplast zu einem permanenten Bestandteil des Einzellers wird. Die Forscher hatten nämlich in Versuchen festgestellt, dass andere Nephroselmis-Arten nicht dieselbe Wirkung auf den Einzeller hatten. Die Wissenschaftler wollen nun herausfinden, welche Vorgänge diese Endosymbiose auslöst.