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Thiomargarita magnifica Mit bloßem Auge sichtbar: Gigantisches Riesenbakterium entdeckt

Mikroskopische Aufnahme des Riesenbakteriums
Das Riesenbakterium wurde in der Karibik entdeckt
© Jean-Marie Volland/DOE/Lawrence Berkeley National Laboratory
Ein neu entdecktes Bakterium verblüfft Biologinnen und Biologen: Es ist so groß wie eine Wimper und extrem robust. Das eigentlich Erstaunliche ist aber nicht die Größe des Einzellers, sondern sein Aufbau

Ein in der Karibik entdecktes Riesenbakterium ist mit bloßem Auge sichtbar. Der in einem Mangrovensumpf der französischen Insel Guadeloupe gefundene Organismus Thiomargarita magnifica ist etwa um das 50-Fache größer als alle anderen bekannten Riesenbakterien. Wie seine Entdecker im Fachblatt "Science" berichten, stellt er nicht nur aufgrund seiner Größe, sondern auch durch seine Struktur bisheriges Wissen über Bakterien in Frage.

Auf den ersten Blick erinnern die Organismen, die an einem verrotteten Mangrovenblatt haften, an dünne weiße Würmer. Schon dass dieser Blick mit bloßem Auge überhaupt möglich ist, bringt traditionelle Vorstellungen von Bakterien ins Wanken. Denn die Einzeller sind normalerweise nur mit dem Mikroskop sichtbar.

5000 Mal größer als die meisten Bakterien

Thiomargarita magnifica allerdings werde im Durchschnitt knapp einen Zentimeter lang und habe die Form und Größe einer Wimper, beschreibt Erstautor Jean-Marie Volland vom Lawrence Berkeley National Laboratory. "Es ist 5000 Mal größer als die meisten Bakterien. Das ist so, als würde ein Mensch auf einen Menschen treffen, der so groß ist wie der Mount Everest."

Für Volland ist indes nicht die Größe des Bakteriums die eigentliche Sensation, sondern seine Struktur. Denn Bakterien sind Prokaryoten – das bedeutet, dass ihre DNA ohne einen Zellkern im Zytoplasma der Zelle schwimmt. Bei T. magnifica beobachtete das internationale Forschungsteam aber, dass die DNA in membrangebundenen Strukturen untergebracht ist, wie sie für komplexere Zellen charakteristisch sind. "Und das ist sehr unerwartet für ein Bakterium", so Volland, der die neuartigen Strukturen "Pepins" nennt, nach dem französischen Wort für kleine Obstsamen.

Wie der Biologe ausführt, "enthalten die Bakterien dreimal mehr Gene als die meisten Bakterien und Hunderttausende von Genomkopien, die über die gesamte Zelle verteilt sind". Darüber hinaus ergaben Analysen des Forschungsteams, dass die membrangebundenen Bereiche über die gesamte Länge der Bakterienzelle Stoffwechsel betreiben und nicht nur an der wachsenden Spitze des fadenförmigen Organismus.

Es handelt sich um keinen Krankheitserreger

In einer Pressekonferenz zur Studie betonten die Autoren, dass es sich bei T. magnifica nicht um einen Krankheitserreger handelt, sondern um ein Schwefel-oxidierendes und Kohlenstoff-bindendes Bakterium, das Chemosynthese betreibe: Während Pflanzen bei der Photosynthese Lichtenergie verstoffwechseln, nutzt T. magnifica chemische Verbindungen.

Die Wissenschaftler spekulieren, das Bakterium könne bei diesem Prozess von seiner Größe profitieren. Offen sei, wie T. magnifica so stabil werden konnte. Denn Labor zeigte sich, wie widerstandsfähig der Einzeller sei: "Wir konnten bei unseren Versuchen Pinzetten nutzen, was für den Umgang mit Bakterien eine Premiere ist", berichtet Volland.

Die genaue Rolle des Riesenbakteriums im Ökosystem der Mangroven müsse noch geklärt werden. "Mangroven und ihre Mikrobiome sind wichtige Ökosysteme für den Kohlenstoffkreislauf", erklärt Ko-Autorin Tanja Woyke. "Wenn man sich die Fläche ansieht, die sie im globalen Maßstab einnehmen, dann ist das weniger als 1 Prozent der weltweiten Küstenfläche." Betrachte man jedoch die Kohlenstoffspeicherung, so stelle man fest, dass sie 10 bis 15 Prozent des in Küstensedimenten gespeicherten Kohlenstoffs ausmachten.

Es könnte noch andere Riesenbakterien geben

Die Forscher vermuten, dass es noch andere Bakterien mit ähnlich komplexen Strukturen geben könnte. Die Entdeckung von T. magnifica deute darauf hin, "dass sich große und komplexere Bakterien im Verborgenen befinden könnten", schreiben sie.

Warum diese Organismen so groß seien, sei eine faszinierende, offene Frage, schreibt Biologin Petra Anne Levin von der Washington University in einem "Science"-Kommentar zur Studie. Eher philosophischer Natur sei die Frage, ob T. magnifica die obere Grenze der bakteriellen Zellgröße darstelle, meint sie: "Es scheint unwahrscheinlich, und wie die Studie von Volland et al. zeigt, sind Bakterien äußerst anpassungsfähig, immer wieder überraschend – und sollten niemals unterschätzt werden."

Alice Lanzke, dpa

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