Forscher entdecken ersten Organismus mit Chlorophyllgenen, der keine Photosynthese betreibt

Zum ersten Mal haben Wissenschaftler einen Organismus gefunden, der Chlorophyll produzieren kann, aber keine Photosynthese betreibt.

Der besondere Organismus wird als „Corallicolid“ bezeichnet, weil er in 70 Prozent der Korallen auf der ganzen Welt vorkommt. Für die Wissenschaftler können diese Organismen Hinweise darauf geben, wie man Korallenriffe in Zukunft schützen kann.

„Dies ist der zweithäufigste Mitbewohner von Korallen auf dem Planeten, aber er wurde bisher nicht gesehen“, sagt Patrick Keeling, ein Botaniker der University of British Columbia und leitender Forscher, in einer Mitteilung. Zusammen mit anderen Wissenschaftler veröffentlichte er eine Studie in der Online-Fachzeitschrift Nature. „Dieser Organismus wirft völlig neue biochemische Fragen auf. Es sieht aus wie ein Parasit und es ist definitiv nicht photosynthetisch. Aber es bildet immer noch Chlorophyll.“

Die Forscher untersuchen unterschiedliche Korallen im Ozean. Foto: Varsha Mathur, Patrick Keeling Lab

„Wie mit einer Bombe in den Zellen zu leben“

Chlorophyll ist der grüne Farbstoff in Pflanzen und Algen, der es ihnen ermöglicht, während der Photosynthese Energie aus dem Sonnenlicht aufzunehmen.

„Chlorophyll ohne Photosynthese zu haben, ist eigentlich sehr gefährlich, weil Chlorophyll sehr gut darin ist, Energie einzufangen. Aber ohne Photosynthese, um die Energie langsam freizusetzen, ist es wie mit einer Bombe in den Zellen zu leben“, erklärt Keeling.

Corallicolide leben im Gastralraum einer Vielzahl von Korallen, die für den Bau von Riffen verantwortlich sind, sowie in schwarzen Korallen, Fächerkorallen, Pilzkorallen und Anemonen. Die Corallicolide zählen zu den Apicomplexa und sind ein Teil einer riesigen Gruppe von Parasiten. Diese besitzen ein zelluläres Kompartiment namens Plastid, in dem die Photosynthese stattfindet. Der berühmteste Apicomplexa ist ein Parasit, der für Malaria verantwortlich ist.

Bereits vor mehr als einem Jahrzehnt entdeckten Biologen in gesunden Korallen photosynthetische Algen, die mit Apicomplexa in Verbindung standen. Dies deutet laut den Forschern darauf hin, dass sie sich von gutartigen photosynthetisierenden Organismen zu den Parasiten entwickelten, die wir heute kennen.

Eine Koralle der Art Acropora. Foto: Patrick Keeling Lab, UBC

„Hier geht eine neue Biologie vor sich“

Ökologische Daten zeigten, dass Korallenriffe mehrere Apicomplexa enthalten, doch Corallicolide waren bisher noch nicht untersucht worden. Der Organismus hat ein neues Rätsel aufgeworfen: Er hat nicht nur ein Plastid, sondern enthält auch alle vier Plastidgene, die in der Chlorophyllproduktion verwendet werden.

„Es ist ein ziemliches Kopfzerbrechen“, sagt Waldan Kwong, ein UBC-Postdoktorand und Hauptautor der Studie. „Wir wissen nicht, warum diese Organismen an diesen Photosynthese-Genen festhalten. Hier geht eine neue Biologie vor sich. Etwas, das wir noch nie zuvor gesehen haben.“

Die Forscher hoffen, dass weitere Forschungen an Corallicoliden ein besseres Verständnis der Lebensräume der Korallen liefern.

Der UBC-Biologe Waldan Kwong betrachtet die Korallen im Labor. Foto: Waldan Kwong, Patrick Keeling Lab