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Keine Flechten ohne Algen
Flechten sind Überlebenskünstler: Sie wachsen dort, wo viele andere Lebensformen scheitern – auf blankem Fels, in arktischen Tundren, in Hochgebirgslagen oder in trockenen Wüstengebieten. Die Grundlage für diese bemerkenswerte Widerstandsfähigkeit bildet die Symbiose aus Pilzen, einer Grünalge oder einem Cyanobakterium und weiteren Mikroorganismen wie Bakterien. Während der Pilz der Flechte den schützenden Rahmen vorgibt, sitzt im Inneren eine Alge als das „grüne Kraftwerk“ der Lebensgemeinschaft. Trebouxia-Zellen enthalten einen Chloroplasten und betreiben Photosynthese. Die so produzierten Zucker und andere energiereiche Verbindungen dienen allen Flechtenpartnern als Nährstoffe.
Die einzellige Gattung Trebouxia gehört zu den weltweit häufigsten Photobionten, also photosynthetisch aktiven Partnern von Flechtenpilzen. Ohne Trebouxia gäbe es viele der ca. 30.000 bekannten Flechtenarten nicht. Diese große Vielfalt ist kein Zufall: Die Alge ist physiologisch ungewöhnlich flexibel. Sie kann lange Trockenperioden überstehen, ist gegenüber intensiver UV-Strahlung und Temperaturschwankung erstaunlich tolerant und kann ihre Aktivität immer wieder an wechselnde Umweltbedingungen anpassen.
Trebouxia weist uns auf Umweltverschmutzung hin
Flechten erscheinen von außen oft unspektakulär, aber im Inneren ist Trebouxia sehr aktiv. Diese unsichtbare Leistung hat eine größere Bedeutung, als man zunächst vermuten würde – nicht nur für die Flechte selbst, sondern auch für uns. So zeigt die Gattung Trebouxia artspezifische Reaktionen auf Schwermetalle, was Rückschlüsse auf Belastungsmuster in der Umwelt ermöglicht. Zudem werden ihre genetischen Varianten untersucht, um klimatische Verschiebungen zu erfassen. Vor allem aber kommt der Alge bei Qualitätsmessungen der Luft eine wichtige Funktion zu, weil Flechten sehr sensibel auf Luftschadstoffe wie Stickoxide reagieren und zahlreiche Messprogramme zur Luftreinheit basieren auf dem Vorkommen bestimmter Flechtenarten mit Trebouxia als Photobiont. Dass die Alge diese Arten mit Energie versorgt, macht sie zu einer stillen Partnerin moderner Umweltüberwachung.
Wichtige Pionierarbeit in extremen Lebensräumen
Trebouxia kommt nicht nur im Schutz der Flechtensymbiose vor. Selbst an extremen Standorten konnten freilebende Trebouxia-Zellen entdeckt werden – auf Felsoberflächen, im Staub feiner Bodenkrusten oder in eisfreien polaren Mikrohabitaten. Dass eine einzellige Grünalge sowohl im Verbund mit Pilzen als auch allein unter härtesten Bedingungen bestehen kann, macht sie zu einem spannenden Modellorganismus. Forschende haben kürzlich das Genom von Trebouxia entschlüsselt, um diesen Aspekt besser zu verstehen. Für Fragen der Stressbiologie und Symbioseforschung wird untersucht, wie Trebouxia ihren Photosyntheseapparat schützt, wenn Wasser fehlt oder die Sonne besonders intensiv strahlt. Dabei wurden unter anderem eine besonders starke Anreicherung von Stresspigmenten aus dem Xanthophyll-Zyklus, robuste Reparaturprozesse der photosynthetischen Proteine sowie ungewöhnliche Speicherstoffe wie Zuckeralkohole identifiziert, die für viele Trebouxia-Arten typisch sind und ihnen helfen, selbst nach langer Austrocknung wieder aktiv zu werden.
Der Pate der diesjährigen Alge, Patrick Jung, widmet sich seit Jahren den extremophilen Eigenschaften von Trebouxia. Seine Arbeiten zeigen, wie diese Alge das Überleben/Vorkommen von Flechten in besonders lebensfeindlichen Regionen ermöglicht und welchen Beitrag sie dort im Kohlenstoffhaushalt leistet. Flechten – und damit Trebouxia – spielen zum Beispiel eine wichtige Rolle in der Bildung neuer Böden. Auf nackten Gesteinen setzen sie langsam Mineralien frei, die sie zum Wachstum benötigen und es entstehen erste feine Humusschichten. In vielen Regionen der Erde ist Trebouxia somit indirekt an der Entstehung jenes Bodens beteiligt, der später Pflanzenwurzeln Halt und Nährstoffe bietet. In polaren Gebieten können Trebouxia und ihre Pilzpartner einen erheblichen Anteil der jährlichen Primärproduktion ausmachen – also jener Biomasse, die das Fundament für weitere Nahrungsketten bildet. Diese Erkenntnisse rücken die kleine Alge als Erstbesiedler in ein neues Licht: Sie wirkt dort, wo nur wenige Organismen aktiv sind, und unterstützt damit nicht nur ihre Symbiosepartner, sondern auch andere Organismen als Nahrungsmittel.
Wichtiger Modellorganismus für die Wissenschaft
Auch für die Zukunft birgt Trebouxia spannende Forschungs-Perspektiven. Einige ihrer Schutz-Mechanismen vor Strahlung oder Austrocknung könnten Inspiration für biotechnologische Anwendungen liefern, etwa für Materialien, die extreme Bedingungen tolerieren müssen. Außerdem wird die Alge zunehmend für die Erforschung der Frage genutzt, wie Leben auf anderen Planeten oder Monden funktionieren könnte. Ihre Fähigkeit, im ausgetrockneten Zustand viele Monate zu überstehen, macht sie zu einer Kandidatin für Experimente zur langfristigen Stabilität photosynthetischer Zellen außerhalb der Erde.
Mit der Wahl von Trebouxia zur Alge des Jahres 2026 macht die Sektion Phykologie in der DBG sichtbar, wie bedeutend mikroskopisch kleine Organismen sein können. Trebouxia zeigt, dass selbst Zellen, die man mit bloßem Auge nicht erkennen kann, grundlegende Prozesse auf unserem Planeten antreiben – von der Photosynthese über die Bodenbildung bis zur Besiedlung extremer Lebensräume. Die Auszeichnung würdigt eine Alge, die häufig übersehen wird, aber weltweit zu den unsichtbaren Kräften gehört, die Landschaften formen und das Leben in außergewöhnlichen Regionen ermöglichen.
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Pressemitteilung der Sektion Phykologie.