Mikrobiologie Im Chemotaxi gelangen Meeresbakterien zu ihrem Futter

Im Ozean lebende Bakterien «erschnüffeln» chemische Stoffe, die von pflanzlichem Plankton ausgeschüttet werden. Die Futtersensoren helfen ihnen, Molekül-Hotspots aufzuspüren und sich gezielt ihrer Leibspeise zu nähern.

Das berichtet ein internationales Forschungsteam mit Beteiligung der ETH Zürich am Mittwoch im Fachblatt «Nature». Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um Jean-Baptiste Raina und Justin Seymour von der University of Technology Sydney untersuchten mithilfe von Mikrochips das Jagdverhalten von Meeresbakterien in den Küstengewässern in der Nähe von Sydney.

Im Labor durchgeführte Studien deuteten bereits darauf hin, dass die Winzlinge ungemein geschickt bei der Nahrungssuche vorgehen, indem sie sich sogenanntes chemotaktisches Verhalten zunutze machen. Das ist die Fähigkeit, eine chemische Spur quasi zu erschnüffeln, ihr zu folgen und so zur Leibspeise zu gelangen. Ein Nachweis für dieses Verhalten fehlte in Feldstudien bislang.

Spezialisten und Generalisten

Wie die Forschenden nun zeigen konnten, gibt es solche Chemotaxis in Richtung mikroskaliger Hotspots von gelösten Stoffen tatsächlich auch reichlich im freien Ozean. Rund die Hälfte der beobachteten Bakterien navigierte dabei sehr gezielt zu chemischen Molekülen, die nur von einer oder zwei Phytoplanktonarten stammen. Die anderen Mikroben waren weniger wählerisch und zählten zu den Generalisten.

«Jeder hat schon einmal Bilder von Fischschwärmen gesehen, die von fressenden Haien angegriffen werden. Hier betrachten wir einen ähnlichen Prozess aus mikrobieller Sicht, bei dem die Bakterien in einer Art Fressrausch in einen Fleck mit chemischen Stoffen hineinschwimmen», sagte der Mikrobiologe Seymour gemäss einer Mitteilung seiner Universität. Ihm zufolge kann die Art und Weise, wie Meeresbakterien Chemikalien in ihrem Mikrokosmos finden, verbrauchen und recyceln einen tiefgreifenden Einfluss auf Prozesse haben, die das globale Klima und die Produktivität des marinen Nahrungsnetzes steuern.

https://www.nature.com/articles/s41586-022-04614-3