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
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
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
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).