Im Jahr 2021 fanden Forschende des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie ein einzigartiges Bakterium in Gewässern. Das Bakterium lebt in einem Ciliaten, einem einzelligen Eukaryoten, in Symbiose. Dafür, dass er im Ciliaten lebt, versorgt er diesen mit Energie. Dies erinnert an die Wirkungsweise von Mitochondrien mit dem Unterschied, dass der Endosymbiont seine Energie aus Nitrat und nicht aus Sauerstoff gewinnt. Im Bild ist der Endosymbiont in seinem Wirt, einem Wimpertierchen, zu sehen. [1]
Lebensraum und neue Arten entdeckt
Die Endsymbionten leben nicht nur in Seen und anderen Süßgewässern, sondern auch im Grund- und Abwasser – und das auf der ganzen Welt. Die Forschenden durchsuchten große öffentliche Sequenzierdatenbanken, die Unmengen genetischer Daten aus allen möglichen Umweltproben enthalten, nach molekularen Spuren des Symbionten. Dabei entdeckten sie vier neue Arten, von denen zwei eine neue Gattung bilden. Die neue Gattung wurde in Anlehnung an den ursprünglichen Symbiont Azoamicus (= Stickstofffreund) als Azosocius (= Stickstoffpartner) benannt. [1]
Neue Tricks
Im Gegensatz zu den ursprünglichen Symbiontenarten, die nur anaerob (also denitrifizierend) atmen können, kodieren alle neuen Symbiontenarten eine so genannte terminale Oxidase – ein Enzym, mit dem sie neben Stickstoff auch Sauerstoff veratmen können. Dies könnte erklären, warum diese Symbionten auch in ganz oder teilweise sauerstoffhaltigen Umgebungen zu finden sind. [1]
Evolutionäre und ökologische Bedeutung
Die Wissenschaftler:innen wollen in weiteren Untersuchungen herausfinden, wie die nützlichen Symbionten entstehen und wie sie sich im Laufe der Zeit verändern. Durch die Denitrifikation beeinflussen die Symbiosen den Stickstoffkreislauf in ihrem Lebensraum und können Nährstoffe, wie Stickoxide, abbauen und Treibhausgase, wie Lachgas, produzieren. [1]
Literatur:
[1] Speth, D.R., Zeller, L.M., et al: (2024): Genetic potential for aerobic respiration and denitrification in globally distributed respiratory endosymbionts. Nature Communications. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-024-54047-x
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