Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mikrobielle Begleiter von Mensch und Tier sind hoch spezialisiert

13.08.2015

Menschen und Tiere sind nie allein. Jeder Mensch beherbergt über zweitausend Arten von Bakterien, die meisten davon besiedeln den Körper erst nach der Geburt. Generalisten unter den Bakterien, so sollte man meinen, hätten dabei einen Vorteil. Zoologen des Departements Umweltwissenschaften an der Universität Basel haben nun gezeigt, dass offensichtlich das Gegenteil der Fall ist. Mikrobielle Gemeinschaften auf Mensch und Tier sind weitgehend von Spezialisten dominiert.

Fast alle Organismen haben mikrobielle Begleiter – das ist seit Längerem bekannt, doch erst vor etwa zehn Jahren haben Forscher herausgefunden, dass diese Bakteriengemeinschaften extrem artenreich sind. Menschen und andere Säugetiere beherbergen oft mehrere Tausend Arten, und selbst Kleinstorganismen wie zum Beispiel Wasserflöhe können über hundert Arten pro Individuum mit sich tragen.


Mikroorganismen wie diese Bakterien auf der Haut eines Kleinkrebses sind die ständigen Begleiter von Mensch und Tier.

© Universität Basel

Möglich wurde diese Erkenntnis durch die Verwendung von genetischen Methoden, bei denen Forscher sämtliche Gene ganzer Ökosysteme (zum Beispiel des menschlichen Darms) auf einen Schlag sequenzierten. So gewonnene Daten wurden auch in der neuen Studie der Arbeitsgruppe von Dieter Ebert, Zoologe am Department Umweltwissenschaften der Universität Basel, analysiert.

Spezialisten oder Generalisten?

Am Anfang stand die Frage, wie spezialisiert die Bakterien auf ihren Wirt sind. Da die meisten Bakterien erst nach der Geburt aus der Umwelt aufgenommen werden, würde man erwarten, dass es sich dabei meistens um Generalisten handelt. Denn Bakterien, die sowohl in der Umwelt wie auch auf unterschiedlichen Wirten leben können, wären gegenüber Spezialisten im Vorteil.

Frühere Studien hatten aber bereits gezeigt, dass sich die mikrobiellen Gemeinschaften zwischen verschiedenen Wirtsarten oder verschiedenen Habitaten unterscheiden. Was diesen Unterschied ausmachte, war nicht klar. Eine Vermutung bestand darin, dass Wirte zwar von vielen Mikrobenarten besiedelt werden, aber nur wenige davon erfolgreich sind.

Die Wissenschaftler um Dieter Ebert stellten die Hypothese auf, dass es sich bei diesen erfolgreichen Bakterien um Spezialisten handelt, das heisst um Arten, die bevorzugt auf einem Wirt wachsen können und damit lokal besonders häufig werden. Um diese Hypothese zu testen, entwickelten sie ein statistisches Verfahren, das es erlaubt, die relative Häufigkeit einer Bakterienart mit einem Mass für den Grad seiner lokalen Spezifität in Zusammenhang zu bringen.

Mit diesem neuen Verfahren analysierten die Wissenschaftler Daten aus drei sehr unterschiedlichen Quellen: Zooplankton aus dem Ägelsee bei Frauenfeld (Schweiz), unterschiedliche Habitate auf dem Menschen (darunter Ohr, Nase, Mund, Achselhöhle), und eine Set diverser Ökosysteme inklusive Wasser- und Sedimentproben aus Süssgewässern und aus dem Meer.

Spezialisten sind lokal häufig

Alle drei Datensets erbrachten das gleiche Ergebnis: Lokal häufige Mikrobenarten sind lokale Spezialisten. Und umgekehrt, umso geringer die relative Häufigkeit einer Art ist, umso wahrscheinlich ist es, dass man sie in mehreren Habitaten findet. Generalisten sind überall zu finden, aber nirgendwo häufig, während Spezialisten nur lokal häufig sind.

Die Arbeit, die durch einen Advanced Investigator Grant des European Research Councils unterstützt wurde, ist heute in der Zeitschrift Ecology Letters veröffentlicht worden. Die Ergebnisse haben weitreichende Konsequenzen für unser Verständnis der Struktur der Biodiversität von mikrobiellen Ökosystemen und öffnen die Tür für die Erforschung von habitatspezifischen Funktionen von Mikroben.

Orginalartikel

Mahendra Mariadassou, Samuel Pichon and Dieter Ebert
Microbial ecosystems are dominated by specialist taxa
Ecology Letters (2015), doi: 10.1111/ele.12478

Weitere Auskünfte

Dieter Ebert, Universität Basel, Department Umweltwissenschaften, Zoologie, Tel. +41 61 267 03 60/61, E-Mail: dieter.ebert@unibas.ch

Weitere Informationen:

https://www.unibas.ch/de/Aktuell/News/Uni-Research/Mikrobielle-Begleiter-von-Men...

Olivia Poisson | Universität Basel

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Ulmer Forscher beobachten Genomaktivierung "live" im Fischembryo
18.12.2018 | Universität Ulm

nachricht Einheitliche Qualitätsstandards für die Virenforschung
18.12.2018 | Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wie Bakterien ein Antibiotikum ausschalten

Forscher des HZI und HIPS haben entdeckt, dass resistente Bakterien den Wirkstoff Albicidin mithilfe eines massenhaft gebildeten Proteins einfangen und inaktivieren

Gegen die immer häufiger auftauchenden multiresistenten Keime verlieren gängige Antibiotika zunehmend ihre Wirkung. Viele Bakterien haben natürlicherweise...

Im Focus: How bacteria turn off an antibiotic

Researchers from the HZI and the HIPS discovered that resistant bacteria scavenge and inactivate the agent albicidin using a protein, which they produce in large amounts

Many common antibiotics are increasingly losing their effectiveness against multi-resistant pathogens, which are becoming ever more prevalent. Bacteria use...

Im Focus: Wenn sich Atome zu nahe kommen

„Dass ich erkenne, was die Welt im Innersten zusammenhält“ - dieses Faust’sche Streben ist durch die Rasterkraftmikroskopie möglich geworden. Bei dieser Mikroskopiemethode wird eine Oberfläche durch mechanisches Abtasten abgebildet. Der Abtastsensor besteht aus einem Federbalken mit einer atomar scharfen Spitze. Der Federbalken wird in eine Schwingung mit konstanter Amplitude versetzt und Frequenzänderungen der Schwingung erlauben es, kleinste Kräfte im Piko-Newtonbereich zu messen. Ein Newton beträgt zum Beispiel die Gewichtskraft einer Tafel Schokolade, und ein Piko-Newton ist ein Millionstel eines Millionstels eines Newtons.

Da die Kräfte nicht direkt gemessen werden können, sondern durch die sogenannte Kraftspektroskopie über den Umweg einer Frequenzverschiebung bestimmt werden,...

Im Focus: Datenspeicherung mit einzelnen Molekülen

Forschende der Universität Basel berichten von einer neuen Methode, bei der sich der Aggregatzustand weniger Atome oder Moleküle innerhalb eines Netzwerks gezielt steuern lässt. Sie basiert auf der spontanen Selbstorganisation von Molekülen zu ausgedehnten Netzwerken mit Poren von etwa einem Nanometer Grösse. Im Wissenschaftsmagazin «small» berichten die Physikerinnen und Physiker von den Untersuchungen, die für die Entwicklung neuer Speichermedien von besonderer Bedeutung sein können.

Weltweit laufen Bestrebungen, Datenspeicher immer weiter zu verkleinern, um so auf kleinstem Raum eine möglichst hohe Speicherkapazität zu erreichen. Bei fast...

Im Focus: Data storage using individual molecules

Researchers from the University of Basel have reported a new method that allows the physical state of just a few atoms or molecules within a network to be controlled. It is based on the spontaneous self-organization of molecules into extensive networks with pores about one nanometer in size. In the journal ‘small’, the physicists reported on their investigations, which could be of particular importance for the development of new storage devices.

Around the world, researchers are attempting to shrink data storage devices to achieve as large a storage capacity in as small a space as possible. In almost...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Tagung 2019 in Essen: LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

14.12.2018 | Veranstaltungen

Pro und Contra in der urologischen Onkologie

14.12.2018 | Veranstaltungen

Konferenz zu Usability und künstlicher Intelligenz an der Universität Mannheim

13.12.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Ulmer Forscher beobachten Genomaktivierung "live" im Fischembryo

18.12.2018 | Biowissenschaften Chemie

Notsignal im Zellkern – neuartiger Mechanismus der Zellzykluskontrolle

18.12.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Methode für sichere Brücken

18.12.2018 | Architektur Bauwesen

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics