Bakterienspezies überleben durch kooperatives Verhalten
Geht seine Nahrungsgrundlage zur Neige, bildet das sozial aktive Bakterium Myxococcus xanthus (M. xanthus) vielzellige Fruchtkörper mit Sporen aus, um verschlechterten Umweltbedingungen zu trotzen. Die Ergebnisse einer diesbezüglichen Studie sind jetzt im Fachmagazin "Current Biology" nachzulesen. Forscher am Niederländischen Institut für Ökologie und der Indiana University in den Vereinigten Staaten bestätigten mit ihren Ergebnissen frühere Studien zu sozialen Interaktionen zwischen Mikroben, die kooperative Fähigkeiten entwickeln. Das Problem sei allerdings, so die Forscher, "dass nur wenig darüber bekannt ist, inwieweit sich anfänglich kooperierende Mikroben unter natürlichen Bedingungen diversifizieren und sozial unverträgliche Genotypen ausbilden." Das Team untersuchte M. xanthus, eine räuberisch lebende Bodenbakterie, die sich von anderen Mikroben ernährt, indem sie diese mittels toxischer Stoffe abtötet und zersetzt. Wird die Nahrung knapp, sodass die Bakterien hungern müssen, formen kooperierende Zellverbände Fruchtkörper. Dabei bilden einige Zellen die Fruchtkörperstruktur, andere wiederum werden zu Sporen und sichern auf diese Weise das Überleben. Dr. Gregory Velicer von der Indiana University erklärte, dass Kooperation bei einigen sozialen Mikroben hauptsächlich zwischen genetisch identischen oder ähnlichen Zellen stattfindet, um sich gegen relativ entfernte Verwandte durchzusetzen. "Im Gegenteil dazu kooperieren Menschen sowohl mit nicht verwandten als auch mit eng verwandten Sozialpartnern. In den Bakterien, die wir untersuchten, ist das kooperative Verhalten offenbar stark eingegrenzt", wie Dr. Velicer erklärt. Den Forschern zufolge finden M. xanthus-Zellen selbst minimale genetische Unterschiede ihres Gegenübers heraus, Unterschiede, die selbst Wissenschaftler nur schwer dingfest machen können. In der Studie vereinten die Forscher M. xanthus-Stämme, die nur wenige Zentimeter voneinander entfernt lebten, und wollten herausfinden, ob sie kooperierten oder konkurrierten. Dabei war selbst bei nahezu genetisch identischen Stämmen aus der gleichen Bodenprobe die Abweichung hoch genug, um den anderen Stamm an der Ausbildung von Sporen zu hindern. Zudem fanden die Forscher heraus, dass das Konkurrenzverhalten umso größer war, je weiter die Stämme voneinander entfernt lebten. Kooperation würde demnach eher auf Notwendigkeit als auf Bereitschaft beruhen. In der nächsten Versuchsphase will Dr. Velicer eng verwandte Stämme zusammenbringen und spezifische genetische Unterschiede, die zu Antagonismus und sozialer Isolierung führen, umfassend auswerten. Dies soll klären, wie die Evolution neuer Spezies sozialer Bakterien in einem geografischen Umfeld verläuft, das sie sich mit ihren Vorfahren teilen. Abschließend erklärte er: "Entwickeln sich starke soziale Unverträglichkeiten sehr schnell, können wir daraus Rückschlüsse ziehen, wie interagierende Stämme über lange Zeiträume divergieren."
Länder
Niederlande