Fettige Evolution

Montag, 28. Juli 2008, 17:06 • Rubrik Biologie, Chemie.

Die Anpassung an verschiedene Temperaturen ist für Bakterien auch eine Frage des Fetts. Entsprechende Resultate präsentieren Braunschweiger Forscher im Fachblatt “Microbiology”. Bazillen von schattigen Nordhängen und sonnenbeschienenen Südhängen unterscheiden sich nicht nur in der Fettsäuren-Zusammensetzung ihrer Zellmembran, sondern auch in dem Ausmaß, in dem sie diese variieren können.

Bazillen bilden widerstandsfähige Sporen, die mit dem Wind verfrachtet werden können. Bild: NASA Marshall Space Flight Center

Bazillenstämme von Nordhängen nutzen eher Fettsäuren, die etwas Unordnung in die Zellmembranen bringen und sie so bei kühleren Temperaturen geschmeidig halten, fanden Johannes Sikorski von der Deutschen Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen und seine Kollegen. Stämme von sonnigen Südhängen verbauen dagegen mehr Fettsäuren, die untereinander gut Kontakt halten und damit einer Verflüssigung der Membran bei hohen Temperaturen entgegenwirken können.

Bereits vor einigen Jahren hatten Sikorski und Kollegen eine Sammlung von 950 Stämmen des Bakteriums Bacillus simplex angelegt. Die Mikroben stammen aus zwei Tälern in Israel. Erste Untersuchungen hatten ergeben, dass sich die Bazillen von Nord- und Südhängen nicht nur genetisch unterscheiden, sondern auch in ihrer Toleranz gegenüber hohen Temperaturen. Um mehr über die Ursachen zu erfahren, nahmen die Forscher nun die Zellmembranen von 131 Stämmen genauer unter die Lupe.

Stämme von Nordhängen weisen demnach generell höhere Anteile von ungesättigten Fettsäuren sowie von Fettsäuren mit einer Verzweigung am drittletzten Glied der Kohlenstoffkette auf, fanden die Forscher. Bei Stämmen von Südhängen sind dagegen die Anteile von gesättigten Fettsäuren und von solchen mit einer Verzweigung am zweitletzten Kohlenstoffatom tendenziell höher. Zudem können Südhang-Bewohner die Zusammensetzung ihrer Membran stärker variieren.

Da die Bakterien mit dem Wind verfrachtet werden können, sollte eigentlich ein genetischer Austausch zwischen den Hängen sowie zwischen den Tälern und ihrer Umgebung erfolgen. Die dennoch bestehenden Unterschiede zwischen Nord- und Südhäng-Stämmen sprechen daher für das Wirken einer Selektion. Welcher Art diese Auslese ist und bei welchen Genen sie ansetzt, ist derzeit noch unklar.

In jedem Fall belegten die Ergebnisse, dass man allein mit genetischen Untersuchungsmethoden nicht auskomme, so Sikorski: “Wenn wir die Evolution begreifen wollen, müssen wir die Konsequenzen genetischer Unterschiede für den Organismus in seiner natürlichen Umwelt verstehen.”

Forschung: Johannes Sikorski, Evelyne Brambilla, Reiner M. Kroppenstedt und Brian J. Tindall, Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen, und Abteilung Umweltmikrobiologie, Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung, Braunschweig

Veröffentlichung Microbiology, Vol. 154, pp 2416-26, DOI 10.1099/mic.0.2007/016105-0

WWW:
Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen
Evolution Canyons Project
The Structure and Function of the Cell Membrane

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