Einzeller – im speziellen Fall Mikroalgen – vermehren sich durch Zellteilung. Aber auch sie erleiden eine gewisse Form von Altersschwäche. Wenn nämlich die verfügbaren Nährstoffe erschöpft sind, stoppen die Mikroalgen den Erneuerungsprozess. Sie überleben zwar, aber altern und können sich nicht mehr teilen. Fürs erste jedenfalls, aber unumkehrbar ist der ganze Vorgang nicht. Irgendwie schaffen es die Mikroalgen, wenn sie im Ozean in nährstoffreichere Regionen gespült werden, doch wieder, zellteilungs- und damit "fortpflanzungs"-fähig zu sein. Statt des "irgendwie" eine genaue Erklärung zu finden, hat sich eine Forschungsgruppe vom Institut für Anorganische und Analytische Chemie an der Uni Jena zur Aufgabe gemacht.

Das Jenaer Team fand heraus, dass alte Zellen einen Verjüngungsmechanismus besitzen, der es ihnen ermöglicht, wieder teilungsfähig zu werden. Die Forscher entdeckten, dass diese Zellen Blasen absondern (sogenannte "Vesikel"). Diese transportieren schädliche Stoffwechselprodukte und Toxine aus den Zellen heraus. "Unsere Studie hat gezeigt, dass diese Vesikelproduktion ein essentieller Bestandteil der Zellverjüngung ist. Indem die Zellen schädliche Stoffe loswerden, schaffen sie die Voraussetzungen für eine neue Zellteilung", sagt Georg Pohnert, Professor für Analytische Chemie in Jena.

Die Jenaer Forscher entdeckten außerdem, dass dieser Verjüngungsprozess von Bakterien gesteuert wird. Diese Bakterien lösen die Vesikelproduktion durch chemische Signale aus und tragen so zur Wiederherstellung der Teilungsfähigkeit der alten Einzeller bei. "Dies ist ein faszinierendes Beispiel für die komplexen Wechselwirkungen zwischen Mikroorganismen im Ozean", sagt Yun Deng, Erstautor der Studie.

Große Auswirkungen dürfte diese Entdeckung auf das Verständnis der marinen Ökosysteme und ihrer biogeochemischen Kreisläufe haben. Im Plankton teilen sich Algen mit enormer Geschwindigkeit und tragen durch ihre Photosynthese zur CO2-Fixierung und Sauerstoffproduktion bei. Nach Schätzungen produzieren Algen in den Ozeanen fast genauso viel Sauerstoff wie alle Pflanzen auf der Erde zusammengenommen.

(rr)