Kooperation von Bakterien verbessert Überlebenschancen
Süßwasserbakterien sind für den Abbau organischen Kohlenstoffs wichtig, der Nahrungsgrundlage für Wasserorganismen ist. Ein so genannter Bottom-up-Faktor, der die Anzahl solcher Bakterien begrenzt, ist die verfügbare Menge an Nährstoffen und Substraten, Prädatoren hingegen sind ein Top-down-Faktor, der über die Zusammensetzung der bakteriellen Population entscheidet. Bakterien entwickeln ständig Strategien, um ihre Chancen im Kampf um Nahrung und gegen Prädatoren zu erhöhen. Das Projekt COMPLEX (Community dynamics and phenotypic changes of limnic bacteria during experimental manipulation of bottom-up and top-down factors) untersuchte Bakterienpopulationen im Zürichsee in der Schweiz. Im Mittelpunkt standen Effekte der Prädation auf die bakteriellen Gemeinschaften und die metabolische Vielfalt bakterieller Modellgemeinschaften sowie die Reaktion der Isolate unter natürlichen Bedingungen in An- und Abwesenheit von Prädatoren. Um festzustellen, wie die bakteriellen Gemeinschaften auf Prädatoren reagieren, wurde Seewasserkulturen ein Protist und ein resistenter Konkurrent zugesetzt und die Reaktion der Bakterien auf jeden einzelnen und beide gleichzeitig beobachtet. Die Anwesenheit eines Prädators reduzierte die Gesamtbiomasse der Bakterien, erhöhte jedoch allgemein die bakterielle Artenvielfalt. Zudem wurden bis zu 50 Bakterienstämme isoliert, die sich zu einer Gemeinschaft zusammengeschlossen (aggregiert) hatten, um den Prädatoren zu entgehen. An ihnen wurde die Fähigkeit zur so genannten Ko-Aggregation untersucht. Mit Methoden wie Durchflusszytometrie wurden Aggregationsereignisse untersucht. Mittels 16S-rRNA-Gensequenzierung zur genetischen Identifizierung der Bakterien wurden Umfang und Art der Aggregationsstrategie untersucht. Zur Bewältigung der Vielzahl der zu untersuchenden Proben und Analyse der zytometrischen Daten wurden spezielle Softwareprogramme entwickelt. Das Projekt könnte für all jene Forschungsbereiche von enormer Bedeutung sein, die sich mit dem Überleben von Bakterienkulturen beschäftigen. Die Kooperation von Bakterienstämmen, die erstmals experimentell an Isolaten natürlicher Gewässer nachgewiesen wurde, könnte sich als effiziente Strategie zum Schutz seltener Bakterien erweisen. Bakterielle Kooperation ist auch eine wichtige Voraussetzung für die Vermeidung von prädatorischem Stress.
