Ökologische, mechanistische sowie funktionelle und immunologische Aspekte der vertikalen Weitergabe von Mikroorganismen in marinen Schwämmen (Porifera)
Final Report Abstract
Marine Schwämme (Phylum Porifera) gehören mit ihrem ersten Auftreten im Präkambrium vor ungefähr 580 Millionen Jahren zu den ältesten Vertretern der Metazoen weltweit. Ähnlich lang leben sie wahrscheinlich schon in Symbiose mit Mikroorganismen. Dieser Antrag hatte zum Ziel, verschiedene Aspekte der Weitergabe von Schwammsymbionten an die nächste Generation zu untersuchen. Der karibische Schwamm Ecytoplasia ferox wurde als experimentelles Modellsystem für diese Fragestellungen etabliert. Bemerkenswert im Vergleich zu anderen symbiotischen Systemen ist der Befund, dass die vertikale Weitergabe keinerlei Engpass darstellt, insofern als das die mikrobielle Diversität im Reproduktionsmaterial ähnlich komplex ist, wie die der Adultschwämme. Den „nurse cells“ kommt eine tragende Rolle in der Selektion zu, da sie über Phagozytose die Schwammsymbionten in den wachsenden Embryo hineintransportieren. Versuche, mittels Antibiotika Symbionten-freie Larven zu erzeugen verliefen vielversprechend, jedoch muss das Experiment, Antibiotika-behandelte Juvenilschwämme wieder ins Freiland auszusetzen, wiederholt werden. Mittels Vergleich von Abundanz- vs Aktivitäts-Profilen basierend auf dem Vergleich von 16S rRNA-Gen vs 16S RNA DGGE-Profilen konnte erstmalig gezeigt werden, dass die meisten mikrobiellen Symbionten im Adult-Schwamm, Embryo sowie Larvalstadium metabolisch aktiv waren. Weitere ökologische Untersuchungen betreffend bakterieller Veränderungen im Adultschwamm während der Reproduktion zeigten eine Reduzierung von 50% der Symbionten im Mesohyl nach dem „spawning“-Event auf. Offensichtlich können Schwammsymbionten in das umgebende Meerwasser gelangen und können dort über horizontale Aufnahme möglicherweise in den nächsten Schwammwirt gelangen. Abschließend lässt sich festhalten, dass die vertikale Weitergabe des mikrobiellen Konsortiums im Phylum Porifera als weit verbreiteter Mechanismus bestätigt werden und durch die Möglichkeit der horizontalen Aufnahme von Symbionten ergänzt werden konnte.
Publications
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(See online at https://doi.org/10.1007/s00248-012-0142-7) - (2013) Unique and stable microbial communities in Oscarella lobularis and other Mediterranean Oscarella species (Porifera: Homoscleromorpha). Mar Biol: 160(4): 781-791
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