Morgendliches „Zähneputzen“ mit Gift

Jeden Morgen, wenn die Sonne aufgeht, wird auf dem Meeresboden radikal sauber gemacht. Sobald die ersten Sonnenstrahlen ins Wasser eindringen, beginnen die hier vorkommenden Kieselalgen „Nitzschia cf pellucida“ mit einer todbringenden „Morgentoilette“. Die nur wenige Mikrometer großen Algen hüllen sich und ihre Umgebung in ein hochtoxisches Gift: Bromcyan, ein chemischer Verwandter der Blausäure, der allerdings wesentlich giftiger ist als diese.

Wie eine molekulare Zahnbürste, die andere Mikroorganismen gründlich entfernt, „desinfiziert“ diese morgendliche chemische Keule den Untergrund, auf dem die Kieselalgen wachsen. „So können sie selbst ideal gedeihen und sie halten damit direkte Konkurrenten um Licht und freie Fläche in Schach“, weiß Prof. Dr. Georg Pohnert von der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Der Direktor des Instituts für Anorganische und Analytische Chemie hat gemeinsam mit seinem Team und Kollegen der Universität Ghent (Belgien) den chemischen Rundumschlag der Kieselalgen aufgeklärt und jetzt in der aktuellen Ausgabe des renommierten Magazins „Proceedings of the National Academy of Sciences“ publiziert.

Bromcyan ist ein hochtoxisches Stoffwechselgift und wird u. a. zum Auslaugen von Golderzen eingesetzt. Während des ersten Weltkriegs kam es auch als chemische Waffe zum Einsatz. „Bisher war nicht bekannt, dass dieses Gift in der belebten Natur überhaupt vorkommt“, sagt Prof. Pohnert. Für „Nitzschia cf pellucida“ scheint die Produktion von Bromcyan aber eine leichte Übung zu sein. Sobald die ersten Sonnenstrahlen durch das Wasser dringen, beginnt es in der zelleigenen Giftküche zu arbeiten. „Zwei bis vier Stunden nach Tagesanbruch ist die Konzentration des abgegebenen Bromcyans am höchsten, später nimmt sie schnell wieder ab“, erläutert Prof. Pohnert ein Ergebnis der aktuellen Studie.

Warum das Gift dabei den Kieselalgen selbst nichts anhaben kann, darüber rätseln die Forscher derzeit noch. Fest steht: Während die Algenkonkurrenz nach spätestens zwei Stunden unter Bromcyan die Waffen streckt, macht das Gift in dieser Zeit „Nitzschia cf pellucida“ nichts aus. Die Gründe dafür zu finden, ist eines der Forschungsziele, das die Jenaer Wissenschaftler und ihre belgischen Partner als nächstes verfolgen wollen.

Das sei jedoch reine Grundlagenforschung, wie Chemiker Pohnert betont. Für eine praktische Anwendung – etwa um unliebsamen Algenbewuchs einzudämmen – sei Bromcyan gänzlich ungeeignet. Denn fest steht, dass dabei nicht nur die Algen Schaden nehmen würden.

Original-Publikation:
Vanelslander B et al.: Daily bursts of biogenic cyanogen bromide (BrCN) control biofilm formation around a marine benthic diatom. PNAS 2012, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1108062109

Kontakt:
Prof. Dr. Georg Pohnert
Institut für Anorganische und Analytische Chemie der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Lessingstr. 8, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 948170
E-Mail: Georg.Pohnert[at]uni-jena.de