Endozytobiose in Dinoflagellaten

Dinoflagellaten sind in nahezu allen limnischen wie auch marinen Biotopen zu finden. Da manche Arten zumindest zeitweise Planktongemeinschaften dominieren und durch Massenvermehrung so genannte "Blüten" bilden können, sind die Artenzusammensetzung und Bestandsveränderungen der Dinoflagellaten wichtige Faktoren in Ökosystemen. Sie spielen damit auch bei der Vorhersage der Entwicklung von Fischbeständen oder in der Modellierung von Ökosystemen im Hinblick auf globale Klimaveränderungen eine wichtige Rolle. Einige dieser Dinoflagellaten sind bisher unbekannt, sind von ihrer taxonomisch Einordnung unsicher oder ihre Abstammung ist unklar.

Es erscheint nun, dass Endozytobiosen von Dinoflagellaten einen Einfluss auf deren ökologische Rolle und sogar ihre wirtschaftliche Bedeutung haben können. Dinoflagellaten können phototrophe sowie auch eukaryotische Einzeller als Endozytobionten aufnehmen und dauerhafte Endozytobiosen eingehen. Zweifellos bieten Dinoflagellaten für Endozytobiosen besonders gute Bedingungen und unterschiedliche Arten werden in den verschiedensten Lebensräumen von Mikroorganismen besiedelt. Den Schwerpunkt meiner Arbeit bildet dabei die Untersuchung der noch wenig bekannten Vielfalt und Komplexität von Endozytobiosen bei Dinoflagellaten mit Hilfe mikroskopischer und molekularbiologischer Techniken.

Die Vielzahl der intrazellulären Assoziationen weist auf eine besondere physiologische und genetische Plastizität der Dinoflagellaten in Bezug auf die Akquisition und Integration der unterschiedlichen Endozytobionten hin. Mit der Aufnahme von genetisch nicht verwandten Organismen über einen längeren Zeitraum sind wichtige zelluläre Veränderungen der beteiligten Organismen verbunden. Während der Etablierung einer dauerhaften Assoziation können durch den Wirt neue Stoffwechselwege erschlossen werden, die diesem zuvor nicht zur Verfügung standen.

Aktuelle Untersuchungen zeigen, dass viele unterschiedlich enge, häufig sehr komplexe Assoziationen bei rezenten Dinoflagellaten zu finden sind. Dinoflagellaten mit unterschiedlichen Endozytobionten in den verschiedenen Stadien der Anpassung bis hin zum obligaten Endozytobiont lassen sich durch systematische Untersuchung der rezenten Lebensgemeinschaften finden. Dabei entstehen offenbar Organismen mit neuen ökologischen Funktionen und Eigenschaften, die folglich als Einheit nun gemeinsam der Selektion ausgesetzt sind. Dinoflagellaten sind durch die beschriebenen Eigenschaften hervorragend geeignete Objekte für weitergehende Untersuchung von Endozytobiosen und eine andauernde Evolution dieser Protozoen.