Epulopiscium fishelsoni

Epulopiscium fishelsoni ist ein gram-positives Bakterium, das in einer symbiotischen Beziehung mit Doktorfischen lebt. Die 1985 entdeckte Art galt mit Längen von bis zu 0,7 Millimetern bis zur Entdeckung von Thiomargarita namibiensis 1999 als das größte bekannte Bakterium und zeichnet sich durch einige ungewöhnliche Merkmale aus.

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Physiologie

Epulopiscium fishelsoni hat eine einzigartige Anatomie aufzuweisen, deren Spezifika meist dazu dienen, klassische Begrenzungen der Größe eines Bakteriums zu überwinden. Die genauen Gründe für die Größe sind allerdings noch unzureichend erforscht, eine Theorie erklärt den Riesenwuchs als Hindernis für bakterienfressende Protisten.

Die Zellwände sind vielfach eingefaltet um die Oberfläche zu maximieren und verfügt über einen Kortex mit Tubuli, Vesikeln und anderen Strukturen, die normalerweise nur bei Eukaryoten zu finden sind. Möglicherweise dienen diese Strukturen dem intrazellulären Transport, damit wäre Epulopiscium fishelsoni ein ungewöhnliches Beispiel für konvergente Evolution in Dimensionen von Einzelzellen.

Vermehrung

Einer der ungewöhnlichsten Aspekte von Epulopiscium fishelsoni ist sein Reproduktionsverhalten. Anders als die meisten Bakterien, die sich asexuell durch Zellteilung vermehren, reproduziert sich Epulopiscium allein durch eine ungewöhnliche Form der Sporulation: ein bis zwölf Tochterzellen wachsen in der Mutterzelle heran, bis diese sich auflöst und die neuen Individuen freigibt.

Obwohl Sporulation unter Bakterien nicht ungewöhnlich ist (siehe Bacillus subtilis), ist sie normalerweise eher ein Mittel in Mangel- bzw. Stresssituationen als der übliche Weg der Vermehrung. Auch sind die Tochterzellen üblicherweise Ruhestadien, wohingegen die freigesetzten Zellen von Epulopiscium bereits aktiv sind. Ähnliche Reproduktionswege gehen andere symbiotische Darmbakterien wie z.B. Metabacterium polyspora, die Epulopiscium phylogenetisch nahestehen. Möglicherweise ermöglicht Sporulation den Schutz der Tochterindividuen vor den rauen Bedingungen des Verdauungssystems.

Ökologie

Aus den Eingeweiden der meisten Doktorfisch-Arten konnten unterschiedliche Stämme von Epulopiscium isoliert werden, eine Reinkultur gelang bisher aber nicht.

Die Beziehung der Doktorfische und Bakterien zueinander wird als Mutualismus eingestuft. Der genaue Charakter der Beziehung ist noch nicht erforscht, es wird jedoch als sicher angenommen, dass Epulopiscium fishelsoni den Fischen dabei hilft, Nährstoffe aus Algen zu gewinnen.

Der Tageszyklus von Epulopiscium fishelsoni verläuft synchronisiert mit den täglichen Aktivitäten seines Wirtes. Über Tag, während der Doktorfisch Algen aufnimmt, wandern die rundlichen, kompakten Nukleoide an die Enden der Zelle und beginnen sich zu strecken. Wenn sie am späten Nachmittag / frühen Abend sich auf rund 50 bis 75% der Länge der Zelle ausgedehnt haben, beginnt die Sporulation.

Systematik

Epulopiscium wurde 1985 durch den israelischen Wissenschaftler Lev Fishelson von der Universität Tel Aviv in den Eingeweiden eines Goldtupfen-Doktorfisches (Acanthurus nigrofuscus) aus dem Roten Meer entdeckt ^[1]. Ursprünglich aufgrund seiner Größe als Protist eingestuft (Epulopiscium erreicht rund die dreifache Länge eines Pantoffeltierchens), ergab eine rRNA-Analyse durch Pace 1993, dass es sich um ein Bakterium handelt. Zwar konnte es in der Folge der Ordnung der Clostridiales zugeordnet werden, seine genaue systematische Position darin ist allerdings noch ungeklärt. Erst 1999 wurde sie von Heide N. Schulz als Bakterium erstbeschrieben, der Gattungsname verweist auf die symbiotische Lebensweise und bedeutet soviel wie "Gast beim Bankett eines Fisches", das Artepitheton ehrt den Entdecker Lev Fishelson.

Einzelnachweise

1. ↑ V. Bresler, W. L. Montgomery, L. Fishelson, P. E. Pollak: Gigantism in a bacterium, Epulopiscium fishelsoni, correlates with complex patterns in arrangement, quantitiy and segregation of DNA., Journal of Bacteriology, Vol. 180, No. 21, 1998, pp. 5301-5611, Online

Weblinks

• Dr. Esther Angert's Seite über Epulopiscium
• Eintrag zu Epulopiscium im MicrobeWiki des Kenyon College