Käfer-Mikroben bleiben über die Metamorphose hinweg erhalten

Max-Planck-Forscher: Höhere Organismen ohne mikrobielle Symbionten nicht überlebensfähig

Jena - Von der Larve über die Puppe bis zum erwachsenen Tier macht ein Käfer beträchtliche körperliche Veränderungen durch. Seine Mikroben-Flora bleibt über die Stadien der Metamorphose hinweg jedoch annähernd gleich, wie das Max-Planck-Institut für chemische Ökologie berichtet. Die Wissenschafter glauben, dass die Tiere schon vor dem Schlüpfen mit einer Grundausstattung in Sachen symbiotischer Kleinstlebewesen versehen werden.

Die Forscher um Erika Arias-Cordero untersuchten Waldmaikäfer (Melolontha hippocastani), eine in Mitteleuropa häufige Art von Baumschädlingen. In ihrem Darm beherbergen die Käfer Mikroben, um ihre holzige Nahrung verdauen zu können. Die Max-Planck-Forscher haben nun durch umfassende RNA-Analysen die Mikrobiota der von Wurzeln lebenden Larven sowie der aus den Larven hervorgegangenen, blattfressenden Käfer bestimmt. Erstaunlicherweise verbleiben im Darm der Käfer die meisten derjenigen Mikrobenarten, die schon in der Larve vorhanden waren - trotz der Metamorphose. 

Phase ohne Nahrungsaufnahme

Im Puppenstadium wird die Nahrungszufuhr gänzlich eingestellt und ein radikaler innerer Umbau setzt ein, bei dem kein Larvenorgan in seiner ursprünglichen Form erhalten bleibt. Gewebe und Organe werden abgebaut und an deren Stelle die Organe des Käfers wieder aufgebaut. Und obwohl der Larvendarm in der Ruhe- und Puppenphase vollständig leer ist, tauchen etliche der im Larvendarm bestimmten Bakterienklassen im Darm adulter Käfer wieder auf, wie Arias-Corderos Untersuchung zeigte.

Außerdem stimmt das Darm-Mikrobiom der Larve nur minimal mit dem Mikrobiom von Erde und Wurzelmaterial überein. Mit anderen Worten: Die meisten der in der Larve und im Käfer vorhandenen Mikroben stammen nicht aus der aufgenommenen Nahrung. "Dies bedeutet, dass der Waldmaikäfer per se, also wahrscheinlich schon beim Schlüpfen der Larve aus dem Ei, z.B. über anhaftende Sekrete des Muttertiers, sozusagen eine Grundausstattung von symbiontischen Bakterien mit sich bringt, mit denen sich diese Insektenart im Laufe der Jahrtausende gemeinsam entwickelt hat", erklärt Wilhelm Boland, Direktor am Institut.

Die Wissenschafter sehen in diesem Resultat eine weitere Bestätigung dafür, dass vermutlich alle höheren Organismen - seien es Käfer, Pflanzen oder wir Menschen -  grundsätzlich mit symbiotischen Mikroorganismen ausgestattet sind. Ohne diese mikrobiellen "Untermieter" wären höhere Organismen nicht überlebensfähig, weshalb die Mikroben als feste Bestandteile in den Körper eingeordnet werden müssen. (red, derStandard.at, 31. 12. 2012)