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27.08.2020

Pilz schützt Alge vor Bakterium

Forscher beobachten ein ungewöhnliches Zweckbündnis zwischen Grünalgen und Schimmelpilzen.

Die Mikroskopaufnahme zeigt die Grünalge Chlamydomonas reinhardtii (grün) und den Pilz Aspergillus nidulans (fadenförmig), der diese vor dem Antibiotikum des Bakteriums Streptomyces iranensis schützt.
Die Mikroskopaufnahme zeigt die Grünalge Chlamydomonas reinhardtii (grün) und den Pilz Aspergillus nidulans (fadenförmig), der diese vor dem Antibiotikum des Bakteriums Streptomyces iranensis schützt.
Quelle: 
Mario Krespach, Leibniz-HKI

In der Natur herrscht ein permanenter, scheinbar unsichtbarer Kampf: Ob im Boden, im Wasser oder auf unserer Haut – fast überall konkurrieren Mikroorganismen um Nährstoffe. So manche Mikrobe greift dabei zu chemischen Waffen und sondert Substanzen ab, die anderen Mikroben schaden. So erzeugen Bakterien der Gattung Streptomyces Azalomycine, die andere Einzeller, aber auch Zellen höherer Organismen wie der Grünalge Chlamydomonas reinhardtii töten. Die hat jedoch einen ungewöhnlichen Beschützer gefunden, wie ein deutsches Forschungsteam jetzt in der Fachzeitschrift „The ISME Journal“ berichtet.

Alge und Pilz bilden Geflecht

Die Wissenschaftler entdeckten, dass sich der Schimmelpilz Aspergillus nidulans und die Grünalge Chlamydomonas reinhardtii zu einer flechtenartigen Gemeinschaft zusammenschließen. Dazu schwimmt die Alge sogar aktiv auf den Pilz und sein Geflecht zu. „Von dieser Partnerschaft profitiert vor allem die Grünalge, denn sie ist anfällig für den bakteriellen Wirkstoff Azalomycin F, der zu ihrem Absterben führt“, sagt Axel A. Brakhage, Direktor des Leibniz-Instituts für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie - Hans-Knöll-Institut (HKI).

Pilz nutzt Antibiotikum für Metabolismus

Das Team konnte auch nachweisen, worauf dieser Schutz beruht: Der Schimmelpilz verwendet das antibiotische Azalomycin des Bakteriums Streptomyces iranensis, um es in bestimmte Lipide seiner Zellmembran einzubauen. Ab da ist der Wirkstoff für die Grünalge unschädlich. Darüber hinaus beobachteten die Forscher, dass der Zusammenschluss der beiden Organismen das Wachstum der Grünalge beschleunigt und ihre Zelldichte erhöht.

Antibiotikum schadet Alge nur bei Licht

Wie so oft in der Wissenschaft hat das Forschungsteam aber nicht nur Antworten geliefert, sondern ist auch auf neue Fragen gestoßen. So müssen die Grünalge und der Pilz bereits gemeinsam kultiviert worden sein, bevor man das Bakterium hinzufügt, wie Brakhage erläutert. „Bringt man die drei Mikroorganismen gleichzeitig zusammen, wirkt der Schutzmechanismus noch nicht.“ Ungeklärt ist auch, weshalb Azalomycin die Grünalge nur bei Licht und nicht bei Dunkelheit tötet.

Komplexe Dynamik erst ansatzweise verstanden

„Dieses Beispiel zeigt zum einen, welche erstaunliche Dynamik in mikrobiellen Gemeinschaften herrscht, zum anderen aber auch, dass wir bei der Erforschung dieser Zusammenhänge noch am Anfang stehen“, resümiert Brakhage.

bl

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