Nahezu alle mehrzelligen Organismen auf der Erde leben in symbiotischen Verbindungen mit sehr großen und komplexen mikrobiellen Gemeinschaften, den sogenannten Mikrobiomen. Gerade wurden neue Forschungsergebnisse veröffentlicht, die ein umfassendes Verständnis der Entstehung dieser Beziehungen ermöglichen sollen.
Der Computerökologe Dr. Miguel Lurgi und seine Kollegen erforschen, wie in der Natur Assoziationen zwischen komplexen Bakteriengemeinschaften und mehrzelligen Wirten entstehen, indem sie Theorie mit empirischer Arbeit kombinieren. Derzeit verwenden sie den vorgeschlagenen Rahmen, um Mikroben in Meeresschwämmen zu untersuchen.
Der Studie ist veröffentlicht in Trends in der Mikrobiologie.
Dr. Lurgi und sein Kollege Dr. Gui Araujo von der Abteilung für Biowissenschaften der Fakultät für Naturwissenschaften und Ingenieurwissenschaften schlossen sich mit Mitarbeitern des französischen Wissenschaftlichen Forschungsrats, der University of New South Wales in Australien und des Institute for Marine and Antarctic Studies, ebenfalls in Australien, zusammen.
Dr. Lurgi sagte: „Wir argumentieren, dass die Zusammensetzung des Mikrobioms ein Produkt des Zusammenwirkens von Ökologie und Evolution ist.
„Ziel unserer Forschung ist es, ökologische und evolutionäre Theorien einerseits und mikrobielle und symbiontische Ökologie und Evolution andererseits zusammenzuführen, um ein ganzheitliches Bild der Entstehung komplexer Symbiosen zu schaffen.
„Diese symbiotischen Beziehungen stellen eine der ältesten Verbindungen zwischen mehrzelligen Organismen und Mikrobengruppen dar und sind in vielen Fällen von grundlegender Bedeutung für das Fortbestehen sowohl des Wirtes als auch des Mikrobioms.“
Die Forscher nutzen derzeit den vorgeschlagenen Rahmen, um Mikroben in Meeresschwämmen zu untersuchen. Sie erwägen auch, diese Erkenntnisse auf andere Mikrobiome auszuweiten, um schließlich zu einem einheitlichen Verständnis der komplexen Natur symbiotischer Beziehungen mehrerer Arten innerhalb verschiedener Wirtsgruppen und über Taxa hinweg zu gelangen.
Dr. Lurgi sagte: „Mein Forschungsschwerpunkt sind die Mechanismen, die der Entstehung von Komplexität in ökologischen Netzwerken zugrunde liegen. Ich entwickle theoretische Modelle ökologischer Gemeinschaften und Netzwerkdynamiken, um diese Mechanismen und die durch sie entstehenden Biodiversitätsmuster besser zu verstehen.“
Dr. Lurgi und Dr. Araujo arbeiten derzeit an der Entwicklung der mathematischen Grundlagen der in diesem Artikel vorgestellten Ideen und haben ihre Arbeit gerade auf dem 19. Internationalen Symposium für Mikrobielle Ökologie vorgestellt (ISME 19), in Südafrika, fand vom 18. bis 23. August statt.
Weitere Informationen:
Gui Araujo et al, Ein mechanistischer Rahmen für komplexe Mikroben-Wirt-Symbiosen, Trends in der Mikrobiologie (2024). DOI: 10.1016/j.tim.2024.08.002. www.sciencedirect.com/science/ … ii/S0966842X24002142