Die Anpassung von Organismen an Salinitätsveränderungen
Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts IAS-LIFE (Invertebrate adaptations to salinity changes in the intertidal environment: a life-imaging approach) wurde untersucht, wie intertidale Wirbellose-Arten im Hinblick auf die Produktion freier Radikale (FR), die auf die Exposition gegenüber Salinitätsschocks zurückgeht, mit Umweltveränderungen umgehen. Das Ziel bestand nicht nur darin, die Erzeugung von FRs zu beschreiben, sondern ebenfalls darin, zu bestimmen, ob diese schädlichen Moleküle dabei behilflich sind, die physiologische Akklimatisierung an Umweltbelastungen zu induzieren. Forscher untersuchten die interzellularen Signalgebungsprozesse, welche bei intertidalen Wirbellosen wie der Strandkrabbe (Carcinus aestuarii) und dem Plattwurm (Macrostomum lignano) zur Salinitäts-Akklimatisierung führen. Der Redoxzustand bei beiden Modellorganismen wurde über die Behandlung der Tiere mit einem löslichen Antioxidantium und über die anschließende Exposition gegenüber einem leichten Salinitätsschock experimentell geändert. Die Behandlung mit dem Antioxidantium verhinderte ein Hochregulieren des Antioxidantiums, um zu demonstrieren, dass FRs die Redoxreaktion vermitteln. Im spezifischen Fall der Strandkrabbe schützte die Vorbehandlung mit dem Antioxidantium nicht-osmoregulatorisches Gewebe wie z. B. die Vorderkiemen vor der FR-Produktion, die durch einen geringfügigen Salinitätsschock ausgelöst worden war. Diesem Gewebe wurde hierdurch eine erhöhte Expression von Membranpumpen ermöglicht, die an der Osmoregulation beteiligt sind. Die IAS-LIFE-Ergebnisse stützten die Hypothese, dass bei bestimmten Organismen oder Gewebearten kleine Mengen freier Radikale erforderlich sind, um die Akklimatisierung an Salinitätsänderungen zu ermöglichen. Diese Erkenntnisse werden Wissenschaftlern dabei behilflich sein, die mechanistischen Wege hinter der Akklimatisierung, die auf eine Vielzahl von Gebieten übertragbar sind, besser zu verstehen. Die Erkenntnisse können beispielsweise zu neuen Protokollen für eine erhöhte Stresstoleranz durch natürliche und nachhaltige Mittel beitragen und somit den Bedarf für chemische Stoffe oder Antibiotika senken. Die Projektergebnisse werden ein besseres Verständnis in Bezug auf die ökophysiologischen Anpassungen bei Organismen ermöglichen, das von entscheidender Bedeutung ist, um die Auswirkungen von Umweltbedingungen auf Organismen und Ökosysteme realistisch einschätzen zu können.
Schlüsselbegriffe
Intertidal, ökophysiologisch, osmoregulatorisch, IAS-LIFE, freies Radikal
