Die entscheidende Rolle von Insekten bei der Bestäubung von Blütenpflanzen ist bekannt, aber Algendüngung mit Hilfe von Meerestieren galt bisher als nicht existent. Ein Team unter der Leitung eines CNRS-Forschers der französisch-chilenischen Forschungseinheit für Evolutionsbiologie und Ökologie der Algen an der Roscoff Marine Station hat entdeckt, dass kleine Krebstiere, die als Idoteas bekannt sind, zum Fortpflanzungszyklus der Rotalge Gracilaria gracilis beitragen. Die Ergebnisse der Wissenschaftler sind in veröffentlicht Wissenschaft. Sie deuten darauf hin, dass die durch Tiere vermittelte Befruchtung viel älter ist als bisher angenommen.
Sind Meerestiere am Fortpflanzungszyklus von Algen beteiligt, wie bestäubende Insekten an Land? Die Ausbreitung der männlichen Gameten oder Spermatien von Rotalgen hängt im Allgemeinen von der Wasserbewegung ab, und bis jetzt haben Wissenschaftler die Rolle, die Tiere spielen, nicht erkannt.
Doch ein internationales Team unter der Leitung von Myriam Valero, einer CNRS-Wissenschaftlerin, die der Forschungseinheit Evolutionsbiologie und Ökologie der Algen (CNRS / Pontificia Universidad Católica de Chile / Sorbonne University / Universidad Austral de Chile) und der Roscoff Marine Station (CNRS / Sorbonne University) angehört , hat gezeigt, dass winzige Meerestiere namens Idoteas als „Meeresbienen“ für die Rotalge Gracilaria gracilis fungieren.
Dieses Video zeigt das Aquarium mit Männchen (links) und Weibchen (rechts) von G. gracilis mit I. balthica. Die Asseln verschiedener Größe suchen auf dem Seegras nach Nahrung. Einige von ihnen sind schwer zu beobachten, da sie fest an den Algen haften und sich Spermatien auf den Haaren ihrer Periopoden ablagern können. Kredit: IRL 3614, Station Biologique de Roscoff, CNRS, SU, Roscoff, Frankreich
Idoteas tragen zur Befruchtung von G. gracilis bei, wenn sie inmitten dieser Algen schwimmen. Die Oberflächen der männlichen Algen sind mit Fortpflanzungsstrukturen übersät, die Spermatien produzieren, die mit Schleim, einer klebrigen Substanz, überzogen sind. Wenn ein Idotea vorbeikommt, haften die Spermatien an seiner Kutikula und werden dann auf den Thalli jeder weiblichen Alge abgelagert, mit der das Krebstier in Kontakt kommt, wodurch die Reproduktion von G. gracilis unterstützt wird.
Aber auch idoteas profitieren von diesem Arrangement. Die Algen geben ihnen Unterkunft und Verpflegung: Idotea klammern sich an die Algen als Schutz vor starken Strömungen, und sie fressen kleine Organismen, die auf ihren Thalli wachsen. Dies ist ein Beispiel für eine wechselseitige Interaktion – eine Win-Win-Situation für Pflanze und Tier – und das erste Mal, dass eine solche Interaktion zwischen einer Alge und einem Tier beobachtet wurde.
Während diese ersten Ergebnisse nicht das Ausmaß angeben, in dem der tierische Transport von Gameten zur Algenbefruchtung im Verhältnis zur Rolle der Wasserbewegung beiträgt – die früher als einziges Mittel zur Verbreitung von Gameten angesehen wurde – bieten sie überraschende Einblicke in den Ursprung der durch Tiere vermittelten Befruchtung von Pflanzen. Vor dieser Entdeckung wurde angenommen, dass letztere vor 140 Millionen Jahren unter Landpflanzen entstanden ist. Rotalgen entstanden vor über 800 Millionen Jahren, und ihre Befruchtung durch tierische Vermittler kann lange vor dem Ursprung der Bestäubung an Land liegen. Valeros Team möchte sich nun auf mehrere andere Fragen konzentrieren: Lösen Idoteas die Freisetzung von Spermatien aus? Können sie männliche G. gracilis-Algen von weiblichen unterscheiden? Und vor allem, gibt es ähnliche Wechselwirkungen zwischen anderen Meeresarten?
E. Lavaut et al, Pollinators of the sea: A discovery of animal-mediated fertilization in seaweed, Wissenschaft (2022). DOI: 10.1126/science.abo6661. www.science.org/doi/10.1126/science.abo6661
Jeff Ollerton et al, Gab es die Bestäubung vor den Pflanzen?, Wissenschaft (2022). DOI: 10.1126/science.add3198. www.science.org/doi/10.1126/science.add3198