Forscher der Universität Tel Aviv haben ein Tier entdeckt, das ohne Sauerstoff atmet. Der unerwartete Fund verändert eine der Kernannahmen der Wissenschaft über die Tierwelt. Die Studie wurde von Prof. Dorothee Huchon von der School of Zoology an der George S. Wise Faculty of Life Sciences der TAU und dem Steinhardt Museum of Natural History geleitet.
Der winzige, weniger als 10-zellige Parasit Henneguya salminicola lebt im Lachsmuskel. Im Laufe seiner Entwicklung gab das Tier, das ein myxozoischer Verwandter von Quallen und Korallen ist, die Atmung und den Sauerstoffverbrauch zur Energiegewinnung auf.
“Man geht allgemein davon aus, dass die Organismen im Laufe der Evolution immer komplexer werden und dass einfache Einzeller oder Wenigzeller die Vorfahren der komplexen Organismen sind”, sagt Prof. Huchon. “Aber hier, direkt vor uns, steht ein Tier, dessen Evolutionsprozess genau umgekehrt verläuft. Da es in einer sauerstofffreien Umgebung lebt, hat es unnötige Gene, die für die aerobe Atmung verantwortlich sind, abgelegt und ist zu einem noch einfacheren Organismus geworden”.
Leben ohne Sauerstoff
Bis zur Neuentdeckung gab es eine Debatte über die Möglichkeit, dass Organismen, die zum Tierreich gehören, in anaeroben Umgebungen überleben könnten. Die Annahme, dass alle Tiere Sauerstoff atmen, beruhte unter anderem darauf, dass es sich bei den Tieren um mehrzellige, hochentwickelte Organismen handelt, die auf der Erde erst mit steigendem Sauerstoffgehalt auftauchten.
“Man nahm an, dass die aerobe Atmung bei Tieren allgegenwärtig sei, aber jetzt haben wir bestätigt, dass dies nicht der Fall ist”, erklärt Prof. Huchon. “Unsere Entdeckung zeigt, dass die Evolution in seltsame Richtungen gehen kann. Die aerobe Atmung ist eine wichtige Energiequelle, und doch haben wir ein Tier gefunden, das diesen kritischen Weg aufgegeben hat”.
Einige andere Organismen wie Pilze, Amöben oder Ciliatenlinien in anaerober Umgebung haben mit der Zeit die Fähigkeit zu atmen verloren. Die neue Studie zeigt, dass das Gleiche bei einem Tier passieren kann – möglicherweise, weil der Parasit zufällig in einer anaeroben Umgebung lebt.
Sein Genom wurde zusammen mit denen anderer myxozoischer Fischparasiten im Rahmen einer von der U.S.-Israel Binational Science Foundation unterstützten Forschung sequenziert, die zusammen mit Prof. Paulyn Cartwright von der University of Kansas und Prof. Jerri Bartholomew und Dr. Stephen Atkinson von der Oregon State University durchgeführt wurde.
Umkehrung dessen, was wir über die Evolution wissen
Die anaerobe Natur des Parasiten war eine zufällige Entdeckung. Beim Zusammensetzen des Henneguya-Genoms stellte Prof. Huchon fest, dass es kein mitochondriales Genom enthielt. Die Mitochondrien sind das Kraftwerk der Zelle, in dem Sauerstoff zur Energiegewinnung eingefangen wird.
“Es ist uns noch nicht klar, wie der Parasit Energie erzeugt”, sagt Prof. Huchon. “Es kann sein, dass er sie aus den umgebenden Fischzellen bezieht, oder dass er eine andere Art der Atmung hat, wie z.B. die sauerstofffreie Atmung, die typischerweise anaerobe, nicht-tierische Organismen charakterisiert. Laut Prof. Huchon ist diese Entdeckung von enormer Bedeutung für die Evolutionsforschung.
Quelle/Sender (ausgewählt, gekürzt und gruppiert von Glocalist): TAU. Redaktionelle Überarbeitung: GLOCALIST