Ein Licht auf winzige, solarbetriebene Tiere werfen

Tiere und Pflanzen brauchen Energie. Manche Tiere gewinnen Energie, indem sie andere Tiere fressen, und viele Pflanzen gewinnen die Energie im Sonnenlicht durch Photosynthese. Allerdings gibt es im Ozean eine bemerkenswerte Gruppe kleiner, wurmartiger Tiere, sogenannte Acoels, die beides tun; Einige Acoels gehen Beziehungen (Symbiose) mit einzelligen, photosynthetischen Mikroalgen ein.

Eine Studie von Assistenzprofessor Kevin Wakeman und seiner Studentin Siratee Riewluang an der Hokkaido-Universität in Japan hat etwas Licht auf die Artenvielfalt geworfen, die den symbiotischen Beziehungen zwischen Algen und Mikroalgen zugrunde liegt. Ihre Erkenntnisse waren in der Zeitschrift veröffentlicht PeerJ.

Acoels sind oberflächlich betrachtet einfach. Diese Einfachheit ist jedoch irreführend. Aufgrund ihrer Regenerationsfähigkeit und ihrer Stellung als eine der ersten Tiergruppen auf dem Planeten interessieren Acoels Biologen in den Bereichen Evolutionsbiologie, regenerative Biologie und Neurobiologie. Einige Acoels gehen auch symbiotische Beziehungen mit Mikroalgen ein. Dazu gehören Grünalgen und andere Arten von Mikroalgen, die ebenfalls mit Korallenriffen assoziiert sind und Dinoflagellaten genannt werden.

„Diese Acoels verschlingen Mikroalgen scheinbar als ‚Nahrung‘, aber sie verdauen sie nicht. Stattdessen speichern sie sie unter ihrer äußeren Oberfläche. Sie erzeugen Energie mithilfe von Sonnenlicht – ähnlich wie der Einbau von Sonnenkollektoren in Ihr Haus“, erklärt Siratee.

„Photosynthetische Acoels kommen hauptsächlich in wärmeren Gewässern vor. Deshalb haben wir unsere Probenahmen auf Südjapan konzentriert. Wir haben auch Acoels in der Nähe von Kochi gefunden, einer Region Japans, die warmes Wasser aus dem Kuroshio-Strom erhält. Photosynthetische Acoels können schwer zu erkennen sein – das sind sie.“ „Mikroskopisch. Aber unter dem Mikroskop sind sie leicht an ihren leuchtend farbigen Algen zu erkennen“, fuhr Siratee fort.

Im Laufe des Jahres 2022 sammelten Wakeman und Siratee Algen- und Sedimentproben. Der Wirt Acoel und seine Symbionten wurden durch DNA-Sequenzierung identifiziert. Symbiotische Mikroalgen wurden von Acoel-Wirten entfernt und in Kultur gebracht. Diese Studie ergab, dass Acoels verschiedene Grünalgen (Tetraselmis) enthielten; bisher war nur eine Art bekannt. Es wurden auch mehrere Dinoflagellaten-Linien gefunden. Die meisten gehörten zu den Symbiodiniaceae, einer Gruppe, die bekanntermaßen mit Korallen (und anderen Wirbellosen) in Verbindung gebracht wird. Einige dieser Tetraselmis und Dinoflagellaten könnten für die Wissenschaft neu sein.

Unerwarteterweise stießen Wakeman und Siratee auf etwas, das sich als völlig neue Gruppe von Acoels herausstellen könnte, die Symbionten beherbergen (derzeit ist nur eine Gruppe bekannt).

„Wir fanden heraus, dass es eine größere Vielfalt an Acoels und ihren Symbionten gab, als wir eigentlich erwartet hatten“, sagte Wakeman. „Selbst in diesem aktuellen Datensatz, der sich auf Japan konzentriert, wird klar, dass es faszinierende Wechselwirkungen zwischen Acoels und Mikroalgen gibt. Diese Ergebnisse werden die Grundlage für zukünftige Studien legen, die wahrscheinlich einige interessante ökologische Mechanismen entschlüsseln können. Ich bin wirklich gespannt darauf.“ Sehen Sie, wo das endet.

Wakeman und Siratee werden ihre Arbeit an photosynthetischen ACOELs für den Master-Abschluss von Siratee fortsetzen.

„Es wäre cool herauszufinden, ob es sich wirklich um eine neue Gruppe von Acoels mit Symbionten handelt, aber wir brauchen mehr genetische Daten und eindeutige morphologische Daten, um sicher einen neuen Namen zuordnen zu können“, sagte Siratee. „Irgendwann möchte ich fortschrittliche Bildgebung und Genetik nutzen, um diese Acoels auf molekularer Ebene zu erforschen.“