Bakterien reisen huckepack durchs Gewässer

30. Juli 2010 18:32
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    Der Wasserflohkrebs (Daphnia magna) dient Bakterien als beliebtes "Wasserfahrzeug"."

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    Der Versuchsansatz: Die Bewegung der Wasserflohkrebse durch die Migrationssäulen mit einem oberen (salzfreien) und einem unteren (salzhaltigen, dichteren) Wasserkörper wurde durch Licht induziert.

Mikroorganismen heften sich aktiv an kleine Wassertiere, um in Wasserschichten zu gelangen, die für sie alleine unerreichbar sind

Bakterien, so klein sie auch sind, bilden die Hauptlebensform biologischer Vielfalt. In Gewässern nehmen sie wichtige Funktionen ein und tragen wesentlich zum Stoffumsatz und zur Selbstreinigung von Seen bei. Doch wie bewegen sich die Winzlinge zwischen Wasserschichten, die für sie alleine unüberwindbar sind?

Deutsche Forscher haben in Kooperation mit US-amerikanischen Kollegen nun festgestellt, dass Bakterien kleine Wassertiere aktiv als Transportgelegenheit benutzen, um in Wasserschichten zu gelangen, die für sie alleine unerreichbar sind.

Grenzschichten als Hindernis

Tiefe Seen weisen meist Zonen mit unterschiedlichen Lebensbedingungen auf. So finden sich nahe der Wasseroberfläche Bereiche mit erhöhten Konzentrationen von Sauerstoff und organischem Material, wie etwa Algen, während in der Tiefe anorganische Nährstoffe in höherer Konzentration vorliegen. Die meisten größeren Lebewesen im Gewässer können sich je nach ihren Bedürfnissen in der Wassersäule bewegen, nicht so aber Kleinlebewesen. Für Mikroorganismen sind viele Grenzschichten im Gewässer, die sich beispielsweise entlang von Temperatur- oder Salzgradienten bzw. von chemischen Gradienten ausbilden, ohne fremde Hilfe unüberwindbar.

Forscher rund um Hans-Peter Grossart vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei haben in so genannten Migrationssäulen untersucht, wie Gewässerbakterien durch - für sie alleine unüberwindbare - Grenzschichten gelangen können, indem sie Wasserflohkrebse (Daphnia magna) aktiv als Transportmittel nutzen.

Die Forscher isolierten drei unterschiedliche Bakterienarten aus dem Stechlinsee, markierten sie mittels grün fluoreszierendem Protein (GFP) und gaben sie entweder in die obere oder in die untere Wasserschicht. Die Wasserflöhe fungierten als effektives Transportmittel. Die Ergebnisse zeigen, dass Bakterien sich aktiv durch das Aufspringen auf Wasserflöhe transportieren lassen.

"Förderband-Hypothese"

Dabei wechseln täglich bis zu einem Prozent der Bakterien die Wasserschicht. Die Wissenschafter konnten zudem zeigen, dass sich die Zusammensetzung der auf Wasserflöhen angehefteten Bakteriengemeinschaften entsprechend ihrer Tag- und Nachtwanderung deutlich voneinander unterscheidet. Im Nehmitzsee in Brandenburg konnte diese "Förderband-Hypothese" auch im Freiland belegt werden. Der erhöhte Austausch von Bakterien auf lange Distanz durch ihr aktives Anheften an verschiedene größere und wandernde Wasserorganismen hat weitreichende ökologische wie evolutionäre Konsequenzen. (red)

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