Die geheimen Lebenspartner der Seescheiden
Obwohl die Erforschung der komplexen Wechselwirkungen zwischen wirbellosen Wirtsorganismen und symbiotischen Mikroben mit großen Vorteilen verbunden ist, bleiben noch viele Fragen offen. Diese Fragen könnten durch das EU-finanzierte Projekt "Bacterial symbiosis in ascidians" (SYMASC) geklärt werden. Die Mitglieder der Initiative untersuchten die genetische Vielfalt, räumliche sowie zeitliche Schwankungen und die funktionelle Signifikanz symbiotischer Mikroorganismen, die in Ascidiae (gemeinhin als Seescheiden bekannt) leben. Die in Ascidiae vorherrschenden Mikrobiome unterschieden sich deutlich von den im Meerwasser freilebenden mikrobiellen Gemeinschaften. Es wurde zudem festgestellt, dass einige der in Seescheiden vorkommenden Mikroorganismen mit weiteren wirbellosen Wirtsorganismen geteilt wurden, wohingegen andere den Ascidiae eigen waren. Symbiosen zwischen Ascidiae und Mikroben bleiben anscheinend über die Zeit hinweg stabil, und die Bakterien sind generell sowohl bei Larven als auch bei ausgewachsenen Seescheiden vorhanden. Dies legt nahe, dass zumindest einige bakterielle Symbionten für die Ansiedelung und das langfristige Überleben der Ascidiae unverzichtbar sind. Darüber hinaus besteht die symbiotische Beziehung zwischen Seescheiden und Mikroorganismen unabhängig von Faktoren wie dem Lebenszyklus des Wirtsorganismus, Belastungsniveaus und der Temperatur der umgebenden Meerwassers. Die Untersuchung des Mikrobioms von Ascidiae zeigte außerdem, dass diese Symbiosen von der Mikroumgebung innerhalb des Wirtsorganismus aufrechterhalten werden, welche die optimalen Bedingungen für verschiedene Stoffwechselwege bietet. Diese Bedingungen umfassen reichlich verfügbares chemisches Substrat in Form von ammoniakhaltigen Abfallprodukten des Wirtsorganismus, die sich für die mikrobielle Nitrifikation eignen, sowie ausreichend vorhandenes Licht, sodass die cyanobakteriellen Symbionten Fotosynthese betreiben können. In dieser Hinsicht liefern Seescheiden einzigartige, fruchtbare Bedingungen für eine vielfältige Gruppe von Mikroorganismen. Die invasive Seescheidenart Styela plicata wurde als Modellspezies näher untersucht. Es wurde festgestellt, dass die bakteriellen Gemeinschaften, die diese Art beherbergt, zu ihrem Überleben beitragen und ihr die Anpassung an neue Lebensräume erleichtert, indem sie Beziehungen zu vorteilhaften lokalen Bakterien aufbauen. SYMASC war eine interdisziplinäre Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen Seescheiden als Wirtsorganismen und Mikroben als Symbionten, die zu wesentlichen Fortschritten bei der Erforschung von Symbiosen zwischen Wirbellosen und Mikroben führte und unser Wissen darüber vertiefte, wie symbiotische Mikroorganismen auf wechselnde Umweltbedingungen reagieren und mit ihren Wirtsorganismen interagieren. Zudem wurden neue Erkenntnisse zur kurzfristigen Anfälligkeit und langfristigen Belastbarkeit dieser wichtigen, am Meeresboden lebenden Organismen gewonnen. Die Ergebnisse des SYMASC-Projekts werden die Grundlage für weitere Studien bilden und zur Ausarbeitung von Managementplänen beitragen, mit denen die langfristige Erhaltung der marinen Artenvielfalt sichergestellt werden wird.
Schlüsselbegriffe
Seescheiden, Ökologie des Wirtsorganismus, Biodiversität, mikrobielle Symbiose, Ascidiae, invasive Meeresarten, Photosymbionten, mikrobielle Vielfalt
