Unsichtbarer Krieg Tobt In Den Weltmeeren

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Eine neue entdeckung enthüllt, dass die am häufigsten vorkommenden bakterien im ozean von viren befallen werden, die sie erbeuten.

Die Entdeckung neuer Viren, die sich anscheinend über die Weltmeere zu verbreiten scheinen, deutet auf einen Krieg zwischen solchen Viren und ihrer Beute hin: einer reichhaltigen Gruppe von Bakterien.

Die Bakterien, zusammen als SAR11 bekannt, sind die am häufigsten vorkommenden Organismen, von denen bekannt ist, dass sie im Meerwasser leben.

"Sie sind überall, von der Oberfläche bis zum Boden, von Pol zu Pol", sagte der Forschungsforscher Stephen Giovannoni, Professor für Mikrobiologie an der Oregon State University, und fügte hinzu, dass SAR11-Mikroben in den warmen Gewässern der Ozeangyres am häufigsten vorkommen Rotationsströmungen, bei denen sie bis zu 40 Prozent der Planktonzellen ausmachen können.

Bakterienkiller

Im Jahr 1990 identifizierte Giovannonis Labor erstmals diese Mikroben mithilfe von DNA (dem genetischen Code Desoxyribonukleinsäure), die in Wasser gefunden wurde, das in der Nähe von Bermuda im Sargasso-Meer gesammelt wurde. Mikroben dieser Gruppe wurden später in Gewässern auf der ganzen Welt identifiziert. [Bildergalerie: Im Bermuda-Dreieck verloren]

Vor kurzem identifizierte Giovannonis Team anhand von Proben aus dem Sargasso-Meer und den Küstengewässern von Oregon die vier neuen Viren, bei denen SAR11-Zellen in Laborexperimenten abgetötet wurden. Sie nannten die Viren "pelagiphages", weil sie Bakterien im offenen Ozean infizieren.

Das Team sequenzierte die Genome dieser Pelagiphagen und verglich diese mit der DNA anderer Viren. Sie fanden Ähnlichkeiten zwischen den Pelagiphagen und Viren, die andere im Meer lebende Bakterien befallen. Einer der neuen Viren war jedoch so neu, dass er eine neue Gruppe von sogenannten Podoviren bildete, die als Unterfamilie bezeichnet wird.

Um sich ein Bild über die geographische Verbreitung dieser Pelagiphagen und ihrer nahen Verwandten zu machen, verglichen die Forscher ihre Sequenzen mit viralem genetischem Material, das in Proben aus dem Pazifik und anderswo enthalten ist.

Ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass dies die am häufigsten vorkommenden Seeviren sind, sagte Giovannoni gegenüber WordsSideKick.com.

Erklären des Erfolgs von SAR11

Die Entdeckung gibt Hinweise auf den Erfolg von SAR11. Während einige spekuliert hatten, dass die Fülle an SAR11-Mikroben aus der Fähigkeit der Bakterien resultiert, Raubtieren wie Viren zu entgehen, haben Giovannoni und Kollegen darauf hingewiesen, dass das wichtigste Talent der Mikroben darin besteht, durch die Umwandlung organischer Kohlenstoffmoleküle - gelöst, brüheähnlich - im Meerwasser zu wachsen in Kohlendioxid. (SAR11-Mikroben spielen vermutlich eine wichtige Rolle im Kohlenstoffkreislauf des Planeten.)

Eine elektronenmikroskopische Aufnahme des SAR11-Bakterienstamms HIMB4, gezüchtet aus Kaneohe Bay, Oahu, Hawaii.

Eine elektronenmikroskopische Aufnahme des SAR11-Bakterienstamms HIMB4, gezüchtet aus Kaneohe Bay, Oahu, Hawaii.

Bildnachweis: Michael Rappe, SOEST / UHM

Die Entdeckung zahlreicher Viren, die sich auf SAR11 stützen, stützt die letztere Theorie über den Erfolg der Bakterien, sagte Giovannoni.

"Sie können von den Viren abgetötet werden, aber sie sind immer noch erfolgreich, weil sie ständig wachsen", sagte er.

Viren und ihre Wirte engagieren sich oft in einem evolutionären Wettrüsten. In einem am Donnerstag (14. Februar) online von der Zeitschrift Nature veröffentlichten Artikel schlagen Giovannoni und Kollegen vor, die Fülle an SAR11-Zellen könnte ihnen einen Vorteil verschaffen, indem sie es ihnen erleichtern, hilfreiche DNA miteinander zu teilen, eine gemeinsame Bakterienstrategie. Dieser genetische Austausch ermöglicht es den Bakterien, sich an die Viren anzupassen, die dann ihren Gegenangriff anpassen müssen.

Der Wert der Technik der alten Schule

Giovannoni stellte fest, dass das Team für diese Forschung eine Kombination aus Genomanalyse und traditionellen Labortechniken verwendet hatte.

Da die Kosten für die Generierung genetischer Sequenzdaten sinken, wenden sich die Forscher immer mehr dieser Technologie zu. Eine altmodische Laborarbeit, bei der Viren getestet wurden, die aus Meerwasser in Kulturen von SAR11-Zellen isoliert wurden, sei ein entscheidender Teil dieser Forschung.

Während die Genomanalyse - die den genetischen Bauplan oder das Genom eines Organismus betrachtet - ein mächtiges Werkzeug ist, hat sie Einschränkungen, betont Giovannoni. Einer der Viren war für die Wissenschaft so neu, dass seine DNA-Sequenz mit den am häufigsten verwendeten Methoden der DNA-Analyse nicht identifiziert werden konnte. Nur ein neues und besonders leistungsfähiges Analysewerkzeug ermöglichte es den Forschern, die darin enthaltenen Gene zu erkennen, die weit entfernt mit denen anderer Viren verwandt waren, sagte er gegenüber WordsSideKick.com.

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