Die Strategie der Grinsekatze

29. September 2008, 23:00
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Biologen entdecken bei einer weit verbreiteten Algenart einen bislang unbekannten Trick zum Überleben: Um sich vor Viren zu schützen, können die Einzeller die Generation wechseln und "entkleiden" sich dabei

Washington - Früher kannte wohl fast jedes englische Kind die Geschichte von der Grinsekatze: Alice, die bereits im ersten Buch des Schriftstellers Lewis Carroll das Wunderland bereist hat, begegnet im Reich jenseits des Spiegels einer sonderbaren Katze wieder, der "Cheshire Cat". Das Tier entgeht der angeordneten Hinrichtung dadurch, dass es seinen Leib unsichtbar macht. Lediglich sein grinsendes Antlitz schwebt über den Menschen, Wie, so meint der Henker, kann man etwas köpfen, was nur aus Kopf besteht?

Rund 140 Jahre nach ihrer Niederschrift ist der Geschichte nun eine besondere Ehre zuteil geworden. Ein internationales Forscherteam taufte ein neu entdecktes ökologisches Prinzip auf den Namen "Cheshire Cat escape strategy". Praktiziert wird die im Fachblatt PNAS beschriebene Überlebensstrategie jedoch nicht von klugen Säugern, sondern von einzelligen Algen der Art Emiliania huxleyi, eine in den Weltmeeren weit verbreitete Spezies.

Der Lebenszyklus von E. huxleyi hat eine besondere Dynamik. Die Winzlinge neigen zu Massenvermehrung und lösen gewaltige Algenblüten aus. Das Phänomen ereignet sich periodisch, im Anschluss an jede Blüte steht ein flächenhaftes Absterben der Einzeller. Die normalerweise ihre Körper bedeckenden Kalkplättchen - sogenannte Coccolithen - fallen ab und treiben herrenlos umher, und weil sich oft hunderttausende E. huxleyi in einem Milliliter Meerwasser tummeln, reflektieren diese Überreste das Sonnenlicht so stark, dass der Massentod von Satelliten aus wahrnehmbar ist.

Auslöser des synchronisierten Sterbens sind spezialisierte Viren namens EhV. Sie vernichten E.-huxleyi-Populationen ab dem Erreichen einer bestimmten kritischen Dichte. Doch offensichtlich fallen nicht alle Algen den Viren zum Opfer. Was bewahrt die Art vor der Auslöschung?

Die List der Nacktheit

Um dieser Frage auf den Grund zu gehen, studierten Experten der Station biologique in Roscoff in der Bretagne den Zyklus von Leben und Tod unter Laborbedingungen und machten dabei eine verblüffende Entdeckung. EhV lässt gezüchtete E.-huxleyi-Kulturen innerhalb von wenigen Tagen zusammenbrechen. Die Zelldichte fällt auf ein Minimum zurück. Etwa drei Wochen nach der Infektion nimmt sie plötzlich wieder stark zu. Diesmal handelt es sich allerdings nicht um "normale" Emiliania-Einzeller mit gepanzerter Außenhülle, sondern um eine nackte Form, die lediglich von eng anliegenden organischen Schuppen bedeckt ist und sich mittels einer Geißel agil fortbewegen kann. Diese N-Zellen verfügen nicht über einen doppelten (diploiden) Chromosomensatz. Stattdessen sind sie haploid und entsprechen somit verschmelzungsfähigen Gameten wie Eizellen und Spermien.

Die N-Form von E. huxleyi wird nicht von EhV befallen, höchstwahrscheinlich weil die Viren am glatten Schuppenkleid nicht anheften können - die Zellen sind für ihre Feinde praktisch unsichtbar. E. huxleyis Abwehrstrategie besteht also nicht im aufwändigen Entwickeln von gängigen Immunitätsmechanismen, sondern im schlichten Generationswechsel, der einer Reifeteilung (Meiose) entspricht. Was Miguel Fraga auf STANDARD-Anfrage hin zu einer gewagten These führt: "Es ist gut möglich, dass die Cheshire-Cat-Strategie eine treibende Kraft hinter der Evolution der sexuellen Fortpflanzung gewesen ist." (Kurt de Swaaf/DER STANDARD, Print-Ausgabe, 30. 9. 2008) 

  • Carrolls Grinsekatze ohne Körper.
    illu.: tenniel

    Carrolls Grinsekatze ohne Körper.

  • Der Trick von E. huxleyi: links die Normalform mit der gepanzerten Hülle und rechts nackt und für Viren "unsichtbar".
    illu.: glynn gorick und miguel frada

    Der Trick von E. huxleyi: links die Normalform mit der gepanzerten Hülle und rechts nackt und für Viren "unsichtbar".

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