Allgemeine Mikrobiologie

18.3LebensgemeinschaftenvonMikroorganismenmitTieren 577
18.2.2 AndereFormen
Viele Vertreter der Angiospermen (bedecktsamige Pflanzen), darunter
ArtenderGattungAlnus(Erle),sindinderLage,mitBakterienderGattung
FrankiastickstofffixierendeWurzelknöllchenauszubilden.Frankiagehört
zudengrampositiven,mycelartigwachsendenAktinomyceten.DieKnöllchen
bilden korallenförmigeStrukturen, die als Aktinorhiza bezeichet
werden(Kap.1,Abb.1.13).ImGegensatzzudenWurzelknöllchender
LeguminosenhandeltessichbeidenAktinorhizaummodifizierteSeitenwurzeln.NachderInfektionvonWurzelhärchenetablierensichdieBakterienaußerhalbderPlasmamembranalseineArtVesikelmitverdickter
ZellhülleausZellwandmaterialderPflanze,wiePektin(Polygalakturonsäuremethylester),
Cellulose und Hemicellulose (Kap. 10.3). Dadurch
wirdwahrscheinlichdieSauerstoffkonzentrationinderUmgebungzum
SchutzderNitrogenaseerniedrigt.UnterBerücksichtigungderweltweiten
VerbreitungderWirtspflanzen(Erle,Sanddorn)mussdasSystemderAktinorhizaalseinwesentlicherFaktorfürdenStickstoffgehaltdesBodens
angesehenwerden.
Auch von einigen Gramineen sind Lebensgemeinschaften mit stickstoffixierendenBakterienbekannt.SofindetmanindenZellzwischenräumenvonWurzelnundSprossendesKallargrasesBakterienderGattung
Azoarcus.AusZuckerrohrkonntedagegenAcetobacterdiazotrophusisoliertwerden.ImUnterschiedzurSymbiosevonLeguminosenmitRhizobiumwerdenhierjedochkeinespeziellenStrukturen,wieWurzelknöllchen,
gebildet. Man spricht deshalb von endophytischen Bakterien.
Auch Cyanobakterien können mit zahlreichen Pflanzen stickstofffixierendeSymbioseneingehen(Plus18.2)
Plus18.2 Symbiosenmit
stickstofffixierendenCyanobakterien
BeiderLebensgemeinschaftdesWasserfarns
Azolla mit Anabaena azollae verbleiben die
BakterienaußerhalbderPlanzenzelle.SiebefindensichinspeziellenBlatthöhlenundentwickeln
sich zu stickstofffixierenden Cyanobionten,womit,wiebeiderfreilebenden
Form, die Differenzierung zu Heterocysten
(Kap. 5.12.2) einhergeht. Allerdings ist der
Anteil an Heterocysten mit fast 50% in den
Cyanobionten deutlich erhöht. Eine Besonderheit
dieser Symbiose scheint zu sein,
dassandereBakterien(GattungArthrobacter)
assoziiert vorkommen. Durch die Aktivität
der Cyanobionten erklärt sich auch, warum
viele Reisfelder mit Wasserfarnbewuchs
keine zusätzliche Stickstoffdüngung benötigen.
Weiterhin wurden stickstofffixierende Cyanobakterien
der Gattung Nostoc in Thalli
verschiedener Lebermoose, in Wurzelzellen
einiger Cycadeenarten (Farnpalmen) und
in Rhizomen von Gunnera (Seebeerengewächse)nachgewiesen.
18.3 Lebensgemeinschaftenvon
MikroorganismenmitTieren
MikroorganismenbildenzahlreicheLebensgemeinschaftenmitTieren,die
fürdenWirthäufigVorteilebeiderVerfügbarmachungvonNährstoffen
bedeuten(Kap.12und17).DarüberhinaussindweitereSymbiosen,insbesonderemitWirbellosen,bekannt(Tab.18.1).
Leuchtorgane. Die Leuchtorgane mancher mariner Organismen wie
Tintenfische und Fische stellen eine weitere hochspezifische LebensgemeinschaftmitBakteriendar.EinbesondersgutuntersuchtesBeispiel
istdieSymbiosezwischendemimKüstengewässervorHawaiivorkommendenTintenfischEuprymnascolopesunddemBakteriumVibriofischeri.
DasBakteriumsynthetisiertdasEnzymLuciferase,welcheseinespezielle
Oxidationsreaktion mit Sauerstoff katalysiert, bei der ein Teil der frei
werdendenEnergieinFormvonLichtabgegebenwird(Biolumineszenz)
(Kap.7.5.4).
DerTintenfischakkumuliertZellenvonV.fischerizueinerKonzentrationvon10
10 –10 11 promlineinemspeziellenLeuchtorgan,dassichim
ZentrumderMantelhöhlebefindet(Abb.18.3).UnterdenBedingungen
hoher Zelldichte (Quorum Sensing, Kap. 16.10) wird die Lumineszenz
Aus Fuchs, G. : Allgemeine Mikrobiologie (ISBN 978-313-444608-1) © Georg Thieme Verlag KG 2007
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