Begründerin lebenslanger Beziehungen ist ein schlauer Parasit - Misteln leben energiesparend

Neues aus der Forschung

Meldung vom 16.05.2018

Um die Mistel ranken sich zahlreiche Mythen. Der Legende nach bleiben Pärchen, die sich unter ihr küssen ein Leben lang zusammen. Im Comic Asterix dient sie als Hauptzutat des magischen Zaubertranks. Wie so oft spielen allerdings im wirklichen Leben Romantik und Magie keine Rolle. Stattdessen ist die Laubholz-Mistel ein immergrüner Parasit, der seinem Wirt Wasser und Nährstoffe stiehlt.
Ein Team von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Molekulare Pflanzenphysiologie und vom John-Innes-Center in Norwich hat nun festgestellt, dass ihr parasitischer Lebensstil sogar zu einem evolutionären Verlust lebenswichtiger Zellkomponenten, die zur Energieproduktion benötigt werden, geführt hat.


180523-0040_medium.jpg
 
Immergrüner Mistel auf einem Wirtsbaum
Andrew E. Maclean, Alexander P. Hertle, Joanna Ligas, Ralph Bock, Janneke Balk, Etienne H. Meyer
Absence of Complex I Is Associated with Diminished Respiratory Chain Function in European Mistletoe
Current Biology, 3.5.2018
DOI: 10.1016/j.cub.2018.03.036


Pflanzliche Parasiten werden durch ihren Wirt mit Wasser und Nährstoffen versorgt, also allen lebenswichtigen Stoffen, um fit und gesund zu sein. Dr. Etienne Meyer und seine Kollegen vom MPI MP sind fasziniert von diesem Lebensstil. „Parasiten sind clever“, bestätigt er. „Sie bekommen das meiste von dem was sie zum Leben benötigen von ihrem Wirt und es scheint so, als dass sie in diesem Zuge auf einige Zellfunktionen, die andere Organismen zum Überleben benötigen, verzichten können.“

Für die Laubholz-Mistel (Viscum album) fanden die ForscherInnen nun einen Funktionsverlust in der Energieproduktionskette der Pflanze. Normalerweise produzieren Pflanzen Energie in Form des chemischen Moleküls ATP in den Mitochondrien. „Diese Organellen werden die Kraftwerke der Zelle genannt, da in ihnen die Atmung stattfindet, der Hauptprozess in der Pflanze, um ATP zu produzieren“, erklärt Etienne Meyer. „In unserer Studie haben wir nachweisen können, dass die Mitochondrien der Mistel umgestaltet sind. Es fehlt hier das sogenannte Enzym „Complex I“, welches essentiell für die aerobe Atmung in Tieren und Pflanzen ist.“ Stattdessen scheint die Mistel alternative Wege zu nutzen, um Energie zu produzieren. Dies schließt die sogenannte Glykolyse ein, welche in anderen Teilen der Zelle abläuft, aber deutlich weniger effizient ist.

Das Forschungsteam war überrascht festzustellen, dass der komplette Complex I der Atmungskette in der Mistel verloren gegangen ist. Frühere Studien hatten bereits nahegelegt, dass die Mistel die Gene zur Produktion von Complex I nicht besitzt. Es war allerdings unklar, ob Complex I tatsächlich vollkommen fehlt. Es gab die Theorie, dass diese Gene aus den Mitochondrien in das Kerngenom transfiert worden sein könnten.

Bisher hatte man angenommen, dass dieser Teil des pflanzlichen Stoffwechsels essentiell für alle Vielzeller ist. Die WissenschaftlerInnen waren erstaunt zum ersten Mal einen mehrzelligen Eukaryonten zu identifizieren, der den Großteil seiner Atemkapazität verloren hat. Bislang wurde solch eine Transformation nur bei Einzellern beobachtet, die entweder als Parasiten oder in symbiotischen Beziehungen leben.



Was ist der Grund für solch eine massive strukturelle Änderung in den pflanzlichen Organellen, die sogar zur einer Reduktion der Effektivität eines etablierten Energieproduktionssystems führt? Eventuell hat es etwas mit der Anpassung an den parasitischen Lebensstil zu tun. Die Bereitstellung von Nährstoffen durch den Wirt erlaubt es der Pflanze nicht nur selber weniger Energie zu produzieren, sondern ermöglicht ihr darüber hinaus sogar eine Energieeinsparung, da der Komplexaufbau der Atmungskette in den Mitochondrien entfallen kann.

Neben der Beantwortung dieser Frage möchten Etienne Meyer und seine Kooperationspartner auch die Mitochondrien anderer Parasiten untersuchen, um herauszufinden, ob die Reduktion der Atemkapazität nur in der Mistel stattgefunden hat oder ob dies ganz allgemein eine Konsequenz des Parasitismus ist. Darüber hinaus könnte dieses Wissen zukünftig im Kampf gegen Parasiten helfen, die Nutzpflanzen befallen, wie zum Beispiel das parasitäre Hexenkraut (Striga asiatica L.), welches den Maisertrag beeinträchtigt.


News der letzten 2 Wochen


Meldung vom 17.01.2019 13:47

Mieser Fraß: Wie Mesozooplankton auf Blaualgenblüten reagiert

Warnemünder MeeresforscherInnen ist es mithilfe der Analyse von stabilen Stickstoff-Isotopen in Aminosäuren ...

Meldung vom 17.01.2019 13:41

Einblicke in das Wachstum einer tropischen Koralle

Kalkbildung in Korallen: Ein doppelter Blick und dreifache Messungen erlauben neue Einblicke in das Wachstum e ...

Meldung vom 17.01.2019 13:31

Plötzlich gealtert

Coralline Rotalgen gibt es seit 130 Millionen Jahren, also seit der Kreidezeit, dem Zeitalter der Dinosaurier. ...

Meldung vom 17.01.2019 13:19

Mehr Platz für Vögel und Schmetterlinge in der Landwirtschaft

Um den schwindenden Bestand von Vögeln und Schmetterlingen im Schweizer Kulturland wieder zu erhöhen, müsse ...

Meldung vom 17.01.2019 13:14

Ernst Haeckel als Erzieher

Biologiedidaktiker der Uni Jena geben Reprint der Dodel-Schrift „Ernst Haeckel als Erzieher“ mit heraus.

Meldung vom 17.01.2019 13:10

Das Ohr aus dem 3-D-Drucker

Aus Holz gewonnene Nanocellulose verfügt über erstaunliche Materialeigenschaften. Empa-Forscher bestücken d ...

Meldung vom 17.01.2019 13:04

Menschliche Darmflora durch Nanopartikel in der Nahrung beeinflussbar

Neue Studie der Universitätsmedizin Mainz über die (patho)biologischen Auswirkungen von Nanopartikeln auf da ...

Meldung vom 10.01.2019 19:47

Erster direkter Nachweis eines Wal jagt Wal - Szenarios in früheren Ozeanen

In einer im open-access Journal PLOS ONE publizierten Studie, liefern Manja Voss, Paläontologin am Museum fü ...

Meldung vom 10.01.2019 19:33

Zahnwechsel sorgt bei Elefanten für Jojo-Effekt

Das Gewicht von Zoo-Elefanten schwankt im Laufe ihres erwachsenen Lebens in einem Zyklus von etwa hundert Mona ...

Meldung vom 10.01.2019 19:24

Intensives Licht macht schläfrig

Insekten und Säugetiere besitzen spezielle Sensoren für unterschiedliche Lichtintensitäten. Diese nehmen ge ...

Meldung vom 10.01.2019 19:11

Alpenwanderung mit Folgen: Forscher verifizieren fast 70 Jahre alte genetische Hypothese

An einer Orchideen-Population in Südtirol belegen Forscher der Universitäten Hohenheim, Zürich und Wien die ...

Meldung vom 08.01.2019 17:54

Clevere Tiere upgraden ihr Genom

Puzzlestein in der Evolution der Tintenfische entschlüsselt - Kopffüßer wie Tintenfisch, Oktopus oder Nauti ...

Meldung vom 08.01.2019 17:45

Gekommen, um zu bleiben: Drachenwels aus Ostasien in der bayerischen Donau

Die bayerische Donau ist inzwischen Heimat für viele Fisch- und andere Tierarten, die ursprünglich nie dort ...

Meldung vom 08.01.2019 17:37

Entwicklung eines grösseren Gehirns

Ein Gen, das nur der Mensch besitzt und das in der Großhirnrinde aktiv ist, kann das Gehirn eines Frettchens ...

Meldung vom 07.01.2019 16:31

Bei Blaumeisen beeinflusst das Alter der Weibchen und die Legefolge die Qualität der Eier

Brütende Blaumeisen-Weibchen stimmen die Zusammensetzung ihrer Eier auf die Bedürfnisse der aus ihnen schlü ...

Meldung vom 07.01.2019 16:03

Phytolith- und Wassergehalt von Futterpflanzen beeinflussen Zahnschmelzabrieb von Wirbeltieren

Verschiedene Futterpflanzen reiben den Zahnschmelz von Wirbeltieren unterschiedlich stark ab, was unter andere ...



26.12.2018:
Baum der Schrecken
24.11.2018:
Wenn das Meer blüht
24.11.2018:
Durchsichtige Fliegen
15.11.2018:
Plastik im Fisch
03.10.2018:
Gestresste Pflanzen

13.08.2018:
Wie Vögel lernen
20.07.2018:
Magie im Reagenzglas

18.06.2018:
Primaten in Gefahr
28.05.2018:
Störche im Aufwind
07.05.2018:
Misteln atmen anders

27.03.2018:
Kenne Deinen Fisch!
01.09.2016:
Elefanten im Sinkflug
13.12.2015:
Leben ohne Altern
22.05.2014:
Lebensraum Käse
22.05.2014:
Domino im Urwald
04.04.2014:
Nationalpark Asinara
13.03.2014:
Trend-Hobby Imker
04.09.2013:
Harmloser Terrorvogel
07.02.2013:
Wie Bienen riechen

Newsletter

Neues aus der Forschung