Ciliaten & UV-Strahlung

Stokesia vernalis

Stokesia vernalis

Wie schützen sich Ciliaten vor ultravioletter Strahlung?

Planktische Wimpertierchen haben uns in punkto Sonnenschutz einiges voraus! Mehrere Sonnenschutz-Strategien konnten wir in den letzten Jahren in unserer Forschungsarbeit (in Kooperation mit der ‚Lake and Glacier Research Group‘ des Instituts für Ökologie der Universität Innsbruck) identifizieren:

Ciliaten leben in Symbiose
Manche Ciliaten leben in Symbiose mit einzelligen Algen (Mixotrophie), die nicht nur Photosyntheseprodukte an den Wirt weitergegeben, sondern auch Sonnenschutzsubstanzen (sogenannte Mycosporin-ähnliche Aminosäuren oder kurz MAAs)

Kollektives Schutzschild
UV Schutz bei Paramecium bursaria
Symbiontische Algen von Paramecium bursaria können keine MAAs synthetisieren, bilden unter UV-Bestrahlung aber eine Art ‚Sonnenschirm‘: einerseits werden die Algen innerhalb der Ciliaten an ein Ende der Zelle verschoben und bilden somit eine UV-dichte Schicht zum Schutz der Zellkerne, andererseits bilden viele Individuen dieser Ciliaten ein ‚kollektives Schutzschild’.
Der optimale UV-Schutz hängt bei Paramecium bursaria (s.u.) von der Anzahl der vorhandenen Algensymbionten pro Zelle ab.

 

Ciliaten ohne Symbionten
können MAA-reiche Algen fressen und erhalten somit einen Sonnenschutz (das können aber nicht alle)

Ciliatenplankton im Hochgebirgsee
Ciliatenplankton im Hochgebirgsee
In alpinen Seen ist die Sonneneinstrahlung sehr hoch und sogar die kurzwelligen UV-B-Strahlen können den Seeboden erreichen. Wie das Ciliatenplankton an solche Gegebenheiten angepasst ist, wird im Detail in der Grafik links erklärt.

 

UV-Schutz bei Paramecium bursaria

UV-Schutz bei Paramecium bursaria

Änderungen der relativen Abundanz (% von T0) von P. bursaria mit Symbionten (A), mit reduzierter Zahl von Symbionten (B) und ohne Symbionten (C) 5 h nach Exposition unter künstlichem UV+PAR (photosynthetisch aktive Strahlung; orange Balken); rote Balken (links) zeigen die relative Abundanz zur Dunkelkontrolle. Mittelwerte ± Standardabweichung von drei unabhängigen Experimenten. Der Stern weist auf einen signifikanten Unterschied zu den Kontrollwerten hin (p<0.05).

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