https://www.faz.net/-gwz-oxqy

Symbiosen : Ein Partner zur Reserve

  • -Aktualisiert am

Blattläuse Bild: dpa

Das Zweitbakterium - ein rücksichtsloser Extragast der das Leben schwer macht, aber doch hilfreich sein kann. Denn sicher ist sicher: Blattläuse in Symbiose mit zwei Bakterienarten

          2 Min.

          Blattläuse zapfen die Leitungsbahnen an, in denen Pflanzen die Produkte ihrer Photosynthese transportieren. Damit nutzen sie eine Nahrungsquelle, die reichlich Zucker liefert, aber wenig andere Nährstoffe. Daß Blattläuse bei solch einseitiger Kost prächtig gedeihen, verdanken sie dem Bakterium Buchnera aphidicola. In speziellen Körperzellen einquartiert, stellt es die fehlenden Nahrungskomponenten bereit.

          Wenn den Blattläusen dieser Symbiosepartner abhanden kommt, verkümmern sie und werden unfruchtbar. Es sei denn, sie beherbergen noch eine weitere Bakterienart. Gewöhnlich wenig hilfreich, kann dieser Gast bei Bedarf als Symbiosepartner einspringen. Das haben Wissenschaftler um Ryuichi Koga vom National Institute for Advanced Industrial Science and Technology in Tsukuba und Tsutomu Tsuchida von der Universität Tokio herausgefunden. Als Forschungsobjekt diente ihnen die Erbsenblattlaus (Acyrthosiphon pisum), die Erbsen, Bohnen und diverse andere Schmetterlingsblütler heimsucht.

          Die Infektion wird vererbt

          Wie häufig Erbsenblattläuse einen zweiten Symbiosepartner in Reserve haben, ist regional recht unterschiedlich. In Kalifornien sind es mehr als 80 Prozent, in Japan nur etwa 35 Prozent. Mit einer Art Bluttransfusion läßt sich das Bakterium auch auf Tiere übertragen, die sich bislang mit Buchnera begnügten. Die Infektion wird dann an Kinder und Kindeskinder weitervererbt, ist aber offensichtlich von Nachteil. Die Blattläuse wachsen langsamer und produzieren weniger Nachwuchs ("Proceedings of the Royal Society of London", Teil B, Bd. 270, S. 2543). Wie mikrobiologische Analysen zeigen, drängt der neue Gast den alteingesessenen Symbionten zurück, so daß dieser nicht mehr genügend Nährstoffe bereitstellen kann.

          Im Laufe der Zeit scheinen sich die verschiedenartigen Mikroben, die beide zur Gruppe der Gamma-Proteobakterien gehören, allerdings besser zu arrangieren. Nach fünfzig Generationen - durch ungeschlechtliche Vermehrung, innerhalb von acht Monaten - werden die Blattläuse wieder deutlich größer und bringen mehr Nachkommen hervor. Bei Blattlausstämmen, die das zweite Proteobakterium bereits beherbergten, ehe sie von den Wissenschaftlern ins Labor geholt wurden, gestaltete sich das Zusammenleben noch harmonischer. Von ihrem zweiten Symbionten befreit, produzieren diese Tiere keine größere Nachkommenschar. Sie leben bloß etwas länger, durchschnittlich fünf Wochen statt vier. Normalerweise vermehrt sich dieses Bakterium derart ungehemmt, daß die Blattlaus, randvoll mit solchen Mikroben, vorzeitig zugrundegeht.

          Die hilfreiche Seite des rücksichtslosen Gastes

          Wenn der altbewährte Symbiosepartner ausfällt, zeigt sich der rücksichtslose Gast jedoch von seiner hilfreichen Seite. Das bezeugen Blattläuse, bei denen Buchnera mit einem speziellen Antibiotikum eliminiert wurde. Solange ihnen das Ersatzbakterium erhalten bleibt, erleiden sie keinen allzu großen Schaden und können weitere Generationen hervorbringen. Statt sich hauptsächlich in der Blutflüssigkeit zu tummeln, besiedelt der zweitklassige Symbiosepartner nun die Zellen, die gewöhnlich von Buchnera bevölkert werden. Dort scheint er bis zu einem gewissen Grad die Funktion des angestammten Symbionten zu übernehmen und der Blattlaus eine ausgewogene Ernährung zu sichern.

          Auch in freier Natur, ohne Einwirkung von Antibiotika, kann sich ein Partner in Reserve als nützlich erweisen. Buchnera ist als Symbiosepartner zwar optimal - molekulargenetische Studien lassen vermuten, daß dieses Bakterium schon seit mehr als 100 Millionen Jahren in inniger Gemeinschaft mit Blattläusen lebt. Ausgesprochen wärmeempfindlich, wird es aber durch Temperaturen von mehr als dreißig Grad drastisch dezimiert. Folglich gedeihen Erbsenblattläuse nur dann auch bei sommerlicher Hitze, wenn sie auf das zweite Bakterium zurückgreifen können. Kein Wunder also, daß dieser Symbiosepartner gerade im sonnigen Kalifornien besonders verbreitet ist.

          Weitere Themen

          Topmeldungen

          IBMs Quantencomputer „System Q“ ist auf der Elektronikmesse CES in Las Vegas zu sehen.

          Quantencomputer : Die nächste Revolution

          Quantencomputer können Verschlüsselungen knacken, neue Batterien entdecken und an Finanzmärkten Geld verdienen. Und das sind nur die Möglichkeiten, die bisher bekannt sind.

          Newsletter

          Immer auf dem Laufenden Sie haben Post! Abonnieren Sie unsere FAZ.NET-Newsletter und wir liefern die wichtigsten Nachrichten direkt in Ihre Mailbox. Es ist ein Fehler aufgetreten. Bitte versuchen Sie es erneut.
          Vielen Dank für Ihr Interesse an den F.A.Z.-Newslettern. Sie erhalten in wenigen Minuten eine E-Mail, um Ihre Newsletterbestellung zu bestätigen.