Mikroskopisch kleine Krebstiere, sogenannte Ostrakoden, die oft als Samengarnelen bezeichnet werden, enthüllen überraschende Geheimnisse über die bakterielle Symbiose in ihren Fortpflanzungssystemen. Forscher des Marine Biological Laboratory (MBL) haben herausgefunden, dass Bakterien der Gattung Cardinium in den Eizellen und Geweben der Eierstöcke von Ostrakoden leben, ein Ergebnis, das in Proceedings of the Royal Society B veröffentlicht wurde.
Dies sind nicht nur Gelegenheitsbesucher; Die Bakterien werden von den Müttern an ihre Nachkommen weitergegeben – ein Schlüsselmerkmal der echten Endosymbiose. Diese vertikale Übertragung legt nahe, dass die Bakterien die ungeschlechtliche Fortpflanzung der Ostrakoden beeinflussen. Während die bakterielle Symbiose in der Ostrakodenforschung zunehmend an Bedeutung gewinnt, wurde diese Art der engen Beziehung auch bei anderen Arthropoden wie Insekten ausführlich untersucht.
Nehmen wir zum Beispiel Mücken. Es ist bekannt, dass sie Wolbachia -Bakterien beherbergen, die eine Rolle bei der Vermehrung von Mücken spielen und sogar als Mittel zur Kontrolle der Ausbreitung von durch Mücken übertragenen Krankheiten erforscht wurden. Die Entdeckung ähnlicher Prozesse bei Ostrakoden eröffnet neue Möglichkeiten zum Verständnis der Endosymbiose bei aquatischen Arthropoden, Lebewesen, die einen wesentlichen Bestandteil der Nahrungsnetze im Süßwasser und im Meer bilden.
Eine laborübergreifende Anstrengung deckt unerwartete Zusammenhänge auf
Diese beeindruckenden Bilder von Bakterien, die in Ostrakoden leben, waren das Ergebnis einer langfristigen Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftlern am MBL und darüber hinaus.
Isa Schön, leitende Wissenschaftlerin am Königlich Belgischen Institut für Naturwissenschaften, kam 2022 als Whitman Fellow zum MBL mit dem Ziel, Ostrakoden als neuen Modellorganismus für die Forschung zu etablieren. Dieser Fokus auf weniger konventionelle Themen ist von entscheidender Bedeutung, da sich die meisten biologischen Studien auf nur wenige bekannte Arten wie Fruchtfliegen oder Mäuse stützen. Schön betont, dass „im gesamten artenreichen Tierreich noch unzählige Entdeckungen gemacht werden müssen.“
Um den genauen Standort dieser symbiotischen Bakterien innerhalb von Ostrakoden zu bestimmen, benötigte das Team spezielle Techniken. Sie nutzten Fluoreszenzmikroskopie und konfokale Mikroskope in der Central Microscopy Facility des MBL, was ihnen eine unglaublich detaillierte Visualisierung der Tiere ermöglichte. Diese sorgfältige Bildgebung erforderte eine einzigartige Kombination von Fachwissen. Schön und ihr Kollege Koen Martens, ein Evolutionsbiologe am Königlich Belgischen Institut für Naturwissenschaften, taten sich mit Scott Chimileski und Jessica Mark Welch vom ADA Forsyth Institute zusammen. Chimileski und Mark Welch sind auf die Visualisierung von Bakterien in komplexen Umgebungen wie dem menschlichen Mundmikrobiom spezialisiert.
„Diese Studie etabliert nicht-marine Ostrakoden als das erste vollständig aquatische Wirtssystem für Cardinium und unterstreicht ihren Wert als Modelle für die Evolutionsforschung“, sagte Schön.
Diese Erkenntnisse tragen erheblich zu unserem Verständnis der bakteriellen Symbiose in verschiedenen Ökosystemen bei und unterstreichen die Bedeutung der Erforschung weniger konventioneller Modellorganismen in der biologischen Forschung.
