Plastiden-Langlebigkeit in Meeresschnecken (Sacoglossa)

• Antragsteller: Professor Dr. Sven B. Gould
• Fachliche Zuordnung: Evolutionäre Zell- und Entwicklungsbiologie der Tiere ; Biochemie und Physiologie der Tiere ; Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 255999527

Der endosymbiotische Ursprung der Plastiden führte zur Vererbbarkeit der Photosynthese in Eukaryoten. Es gibt allerdings auch Fälle, in denen eukaryotische Photosynthese über nicht-erbliche symbiotische Assoziationen stattfindet, wie im Falle der küstenbewohnenden Nacktschnecken aus der Grippe der Sacoglossa. Während einige Scheckenarten wahllos unterschiedliche Algen fressen und verdauen, wählen andere selektiv ihre Nahrungsquelle und lagern selektiv nur die Plastiden ein. Diese sogenannten Kleptoplasten bleiben für mehrere Monate in einem photosynthetisch aktiven Zustand. Bemerkenswert an diesem System ist, dass die Kleptoplasten im Zytosol der Verdauungszellen der Schnecken ohne die Anwesenheit von Algenzellkernen photosynthetisch aktiv bleiben. Weil Photosynthese höherer Pflanzen stark von Zellkern-kodierten Genprodukten abhängt, galt es lange Zeit als gegeben, dass die Schneckengenome durch lateralen Gentransfer (LGT) mit Algengenen angereichert wurden, welche die Kleptoplastenfunktionen unterstützen. Jüngste wissenschaftliche Berichte (beginnend mit unseren) widerlegen jedoch die LGT-Hypothese. In neueren Vorarbeiten haben wir eine Schlüsselentdeckung gemacht, welche unser Verständnis von der Kleptoplastie in Sacoglossen grundlegend verändert: obwohl die Plastiden photosynthetisch aktiv bleiben, ist dies nicht gleichzusetzen mit photoautotrophen Schnecken. Diese überleben Hungerphasen ebenso lange im Licht, wie in Dunkelheit. Dies wirft zwei völlig neue Fragen auf: (i) Welchen Nutzen ziehen die Schnecken aus der Einlagerung der Kleptoplasten - welche, wie wir jetzt glauben, als Nahrungsspeicher dienen - und (ii) was tragen die Schnecken und was die Kleptoplasten zur Aufrechterhaltung der Photosynthese während einer, mehrere Monate andauernden, Trennung von nuklear kodierten Algengenen bei.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Jörg Nickelsen, Ph.D.; Professorin Dr. Heike Wägele