Diatomeen Haben Sex Und Ammonium Ist Ein Anstoß

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Diatomeen, von denen man annimmt, dass sie sich asexuell fortpflanzen, betreiben sexuelle fortpflanzung, wobei ammonium als aphrodisiakum wirkt.

Als Diatomeen bekannte einzellige Algen, von denen man annimmt, dass sie sich lange Zeit ungeschlechtlich vermehrten, erwiesen sich kürzlich Friskier als erwartet.

Die Forscher entdeckten, dass Diatomeen sexuelle Fortpflanzung ausüben - und dies besonders wahrscheinlich, wenn sie die Verbindung Ammonium enthalten, ein Abfallprodukt, das von den meisten Tieren erzeugt wird.

Zuvor hatten Wissenschaftler die gesamten Lebenszyklen in kaum einer Handvoll Diatomeenarten beobachtet, und selbst unter gut untersuchten Diatomeen war sexuelle Fortpflanzung noch nie zu sehen gewesen, schrieb die Forscher in der am 7. Juli online veröffentlichten Studie in der Zeitschrift PLOS ONE. [Fotos zeigen die Vielfalt der Diatomeen]

Die Autoren der Studie stellten jedoch fest, dass sie die Diatomeen beeinflussen könnten Thalassiosira pseudonana in seine Zellstrukturen zu ändern, um männlich oder weiblich zu sein. Alles, was sie tun mussten, war, einen der Faktoren zu beseitigen, die die Diatomeze zum Wachsen brauchte - wie Licht oder Phosphor - und dann Ammonium einzuführen, und die Diatomeen unterschieden sich in männlichen und weiblichen Zellen.

"Unsere Entdeckungen lösen zwei hartnäckige Geheimnisse, die Diatomenforscher geplagt haben", sagte die Mitautorin der Studie, Kimberly Halsey, Mikrobiologin an der Oregon State University, in einer Erklärung.

"Ja, sie haben Sex, und ja, wir können sie dazu bringen", sagte Hasley.

Diatomeen sind Protisten, eine vielfältige Gruppe, die aus einzelligen Organismen besteht, deren Körper Zellwände und hochorganisierte Innenräume haben, mit einem Kern und einer Reihe von spezialisierten Strukturen, den sogenannten Organellen. Es gibt schätzungsweise 200.000 Diatomeenarten auf der Welt, und sie sind überall dort zu finden, wo es flüssiges Wasser gibt.

Eine Eizelle der Diatomee Thalassiosira pseudonana beginnen, sich durch die Zellwand auszudehnen. Chlorophyll ist in Blau und DNA in Rot dargestellt.

Bildnachweis: Oregon State University

Obwohl Diatomeen winzig sind, spielen sie eine wichtige Rolle, wenn sie im Kohlenstoffkreislauf der Erde unsichtbar bleiben - Meeresdiatome erzeugen durch Photosynthese Sauerstoff - und im Kreislauf von Siliciumdioxid, das etwa 25 Prozent der Erdkruste des Planeten ausmacht und die Diatomeen in ihre Zellwände integrieren.

Es ist jedoch sehr wenig darüber bekannt, wie die meisten Diatomeen wachsen und sich vermehren. T. pseudonana ist eine von nur zwei Diatomeenarten, deren Genom sequenziert wurde. Dies macht sie zu einem idealen Kandidaten, um Veränderungen auf der genetischen Ebene zu identifizieren, die mit sexuellen Eigenschaften in Verbindung stehen könnten - und in früheren Studien wurden sogar Gene identifiziert, die für die sexuelle Fortpflanzung notwendig, aber bestimmt sind dass sie inaktiv waren, berichteten die Wissenschaftler in der neuen Studie.

Ammonium erwies sich als der fehlende Bestandteil. Es löste eine Kaskade von genetischen Reaktionen aus, die Ei- und Spermienstrukturen erzeugten. Aber das war noch nicht alles - mehr als 1.200 Gene entwickelten sich auch bei Vorhandensein von Ammonium unterschiedlich, obwohl die Auswirkungen dieser Änderungen noch unklar sind, schreiben die Autoren der Studie. Durch die Bestimmung von Ammonium als einem der Faktoren, die dazu führen, dass sich Diatomeen sexuell vermehren, können Wissenschaftler das Verhalten weiterhin wiederholen, um es weiter zu untersuchen, so Halsey.

"Das Erkennen von Ammonium als Sexualitätsinduktor öffnet möglicherweise die Tür zu neuen Wegen der Erforschung der Züchtung und der genetischen Veränderung, um wichtige Merkmale zu kontrollieren", sagte Halsey in der Erklärung.

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