Das Wissenschaftsgebiet der Chemischen Ökologie spielt in terrestrischen Systemen schon seit langer Zeit eine bedeutende Rolle, und hat erst in jüngster Zeit auch die aquatischen Fächer erreicht. Diese Fachdisziplin beschäftigt sich mit der Funktion, der Vielfalt und den Eigenschaften von chemischen Signalen, welche die Interaktionen zwischen Organismen, und zwischen Organismen und ihrer Umwelt steuern. Viele Publikationen aus den letzten Jahren belegen, daß viele Mikro- und Makroalgen spezifische Aufwuchsorganismen aufweisen, die meist von Bakterien gestellt werden. Eine der größten Erkenntnisse war dabei der Nachweis von ausgeklügelten Interaktionen zwischen dem Wirt und der Bakterienflora, häufig zum gegenseitigen Nutzen. Mit Hilfe moderner chemischer und molekularbiologischer Methoden sowie ausgefeilter Biotests wurden völlig neue Einblicke in die Vielfalt dieser ökobiochemischen Partnerschaftsbeziehungen erzielt.

In der hier besprochenen Publikation von Florian Weinberger und Mitautoren wurden Aufwuchsorganismen auf der Rotalge Gracilaria chilensis, die als Agar-Resource eine herausragende ökonomische Rolle in der Aquakultur Chiles spielt, untersucht. Die filamentöse Rotalge Acrochaetium sp. übt dabei einen hohen Infektionsdruck auf die Wirtspflanze aus. Die Autoren konnten zeigen, daß sowohl die Gegenwart von G. chilensis als auch ein zellfreies Medium des Wirtes die Sporenbildung und -festsetzung des Epiphyten auf einem Hartsubstrat induzieren. Der Einsatz von Antibiotika unterdrückte jedoch diese Induktion, was sofort auf chemische Signale bakteriellen Ursprungs schließen läßt. In weiterführenden Experimenten wurde der Einfluß sogenannter N-Acyl-Homoserin-Laktone (AHL) auf die Sporenfreisetzung getestet. Diese AHL sind wichtige quorum-sensing Signale für viele marine Bakterien und kontrollieren die Gen-Aktivierung, bspw. bei der Biofilm-Bildung. Die von den Autoren durchgeführten Biotests belegen eindeutig eine Regulation der Sporenfreisetzung in Acrochaetium sp. durch AHL bzw. AHL-ähnliche Moleküle, welche von der Bakterienflora auf G. chilensis gebildet wurden. Die genaue chemische Struktur der Signalmoleküle ist noch unbekannt. Trotzdem zeigen die Daten, daß AHL Signalmoleküle nicht nur wie bisher postuliert bei der bakteriellen Kommunikation eine wichtige Rolle spielen, sondern auch durch eine Rotalge wahrgenommen werden können. Dies deutet auf viele weitere, noch unbekannte Funktionen dieser chemischen Substanzen in den Interaktionen auch mit aquatischen Eukaryoten. Für Acrochaetium sp. wird die Wahrnehmung eines bakteriellen AHL Signals als ein Hinweis auf ein geeignetes Hartsubstrat für die Freisetzung von Sporen interpretiert, was letztendlich den reproduktiven Erfolg bestimmt.

Über weitere ökologische Vorteile für die beteiligten Organismen kann gegenwärtig aber nur spekuliert werden.

Vorgestellt von

Prof. Dr. Ulf Karsten

Universität Rostock
Institut für Biowissenschaften
Albert-Einstein-Str. 3
D-18059 Rostock                                       

Email:
ulf.karsten(at)uni-rostock(punkt)de

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