In der Studie, die in der Fachzeitschrift Cell Reports von Cell Press ver?ffentlicht worden ist, dokumentieren Forschende erstmals den ?egoistischen Polysaccharidabbau“ in Sü?wasser?kosystemen. In den kroatischen Seen Kozjak und Crni?evo fanden sie heraus, dass das ?Horten von N?hrstoffen“ es egoistischen Arten erm?glicht, andere zu dominieren – was das Nahrungsnetz eines Sees beeinflussen kann und direkten Einfluss auf den Klimawandel haben kann.
?Bakterien spielen eine entscheidende Rolle im N?hrstoffkreislauf von Seen, indem sie Polysaccharide (kjomplexe Zucker) abbauen. Ihre F?higkeit, diese Zucker egoistisch zu konsumieren, beeinflusst die Verfügbarkeit von Kohlenstoff und anderen N?hrstoffen im ?kosystem“, sagt Erstautorin Andrea ?a?kovi? vom Ru?er-Bo?kovi?-Institut.
Um die Rolle egoistischer Mikroorganismen in Sü?wassersystemen zu untersuchen, verglich das Forschungsteam zwei verschiedene Seen in Kroatien: den n?rdlich gelegenen Kozjak-See – den gr??ten und tiefsten See im Nationalpark Plitvicer Seen – sowie den südlicher gelegenen Crni?evo-See.
W?hrend der Kozjak-See oligotroph ist (also geringe Mengen an N?hrstoffen und Algen enth?lt) und im Winter zufriert, liegt der Crni?evo-See in einem mediterranen Klima und ist mesotroph (mit h?heren N?hrstoff- und Algenkonzentrationen).
Das Team sammelte Wasserproben im Frühling und Sommer 2022 sowie im Winter 2023 und analysierte die bakterielle Zusammensetzung in beiden Seen zu den verschiedenen Jahreszeiten. Im Labor inkubierten die Forschenden die Bakterien mit sechs unterschiedlich fluoreszenzmarkierten Polysacchariden, um zu untersuchen, ob die Bakterien die Moleküle egoistisch aufnahmen oder extern abbauten – und ob bestimmte Polysaccharide bevorzugt über den egoistischen Mechanismus verarbeitet wurden. Au?erdem führten sie genetische Sequenzierungen durch, um die bakteriellen Gemeinschaften der beiden Seen zu vergleichen und jene Bakterienarten zu identifizieren, die den egoistischen Aufnahmemechanismus nutzten.
Sie zeigten, dass egoistische Bakterien in beiden Seen vorhanden waren, jedoch variierte die Intensit?t des egoistischen Verhaltens je nach Jahreszeit. Insgesamt wies der mesotrophe Crni?evo-See eine gr??ere bakterielle Vielfalt, eine h?here Gesamtbakterienzahl und eine st?rkere egoistische N?hrstoffaufnahme auf als der oligotrophe See.
?Es ist faszinierend, dass dieser Mechanismus, von dessen Existenz wir vor 2017 nichts wussten, auch in Sü?wassersystemen vorkommt“, sagt Seniorautorin und Mikrobiologin Greta Reintjes von der Universit?t Bremen.
Das Team war überrascht festzustellen, dass im mesotrophen See die egoistische Aktivit?t nach einer Phytoplanktonblüte im n?hrstoffreichen Sommer stark anstieg. Im Gegensatz dazu erreichte sie im oligotrophen Kozjak-See im n?hrstoffarmen Winter ihren H?hepunkt – ein Muster, das auch in marinen ?kosystemen beobachtet wurde.
?Im Crni?evo-See war 澳门皇冠_皇冠足球比分-劲爆体育 egoistische Aktivit?t zu sehen, wenn 澳门皇冠_皇冠足球比分-劲爆体育 Material vorhanden war – das war v?llig unerwartet“, sagt Reintjes. ?Wir k?nnen das ?kologisch noch nicht erkl?ren – wir müssen weiter erforschen, welche spezifischen Organismen sich so anders verhalten und warum.“
Das Team stellte au?erdem fest, dass bestimmte Polysaccharide mit h?herer Wahrscheinlichkeit egoistisch abgebaut wurden als andere. In beiden Seen war das am h?ufigsten gehortete Polysaccharid Pullulan – ein Zucker, der von Pilzen produziert wird. Pullulan wurde im oligotrophen See bis zu 12 Prozent der Zeit und im mesotrophen See bis zu 7 Prozent der Zeit egoistisch abgebaut.
?Eine der überraschendsten Erkenntnisse war, dass Bakterien nicht alle Polysaccharide gleicherma?en abbauen“, sagt ?a?kovi?. ?Stattdessen scheinen sie w?hlerisch zu sein, was die Zusammensetzung mikrobieller Gemeinschaften pr?gen und das Nahrungsnetz des Sees beeinflussen k?nnte.“
Diese Dynamiken k?nnten durch den Klimawandel beeinflusst werden – besonders in kalten Seen wie dem Kozjak-See. ?Wenn der See im Winter zufriert, bedeutet das eine Art Neustart für das System – und das k?nnte sich künftig ver?ndern, da solche Frostperioden aufgrund des Klimawandels seltener werden“, sagt Mitautor und Mikrobiologe Sandi Orli? vom Ru?er-Bo?kovi?-Institut in Kroatien. ?Zu verstehen, wie Zucker von unterschiedlichen Bakterien abgebaut wird, hilft uns, das globale Bild des Zucker- und Kohlenstoffkreislaufs zu begreifen – und wie dieser durch den Klimawandel beeinflusst wird.“
In Zukunft plant das Forschungsteam, genomische Methoden zu nutzen, um jene Gene und Enzyme zu identifizieren, die hinter dem egoistischen Mechanismus der Bakterien stehen. Au?erdem wollen sie nach egoistischen Bakterien in weiteren ?kosystemen suchen.
?Ich kann es kaum erwarten, weitere Systeme zu testen und herauszufinden, ob diese egoistischen Bakterien tats?chlich überall vorkommen“, sagt Reintjes. ?Letztendlich m?chte ich verstehen, wie wichtig egoistische Organismen weltweit für den Kohlenstoffkreislauf sind.“
Das Projekt wurde durch F?rdermittel des DAAD, der FEMS Research and Training Grant, der Deutschen Forschungsgemeinschaft und der Kroatischen Wissenschaftsstiftung unterstützt.
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Cell Reports, ?a?kovi? et al., ?Selective heterotopic bacteria can selfishly process polysaccharides in freshwater lakes.“
https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(25)00186-X
DOI: 10.1016/j.celrep.2025.115415
Cell Reports (@CellReports), ver?ffentlicht von Cell Press, ist eine w?chentliche Open-Access-Zeitschrift, die hochwertige Beitr?ge aus dem gesamten Spektrum der Lebenswissenschaften ver?ffentlicht. Die Zeitschrift bietet Berichte, Artikel und Ressourcen mit neuen biologischen Erkenntnissen, Denkanst??en und Beispielen modernster Forschung: http://www.cell.com/cell-reports.
Fragen beantwortet:
Dr. Greta Reintjes
Emmy Noether Forschungsgruppe
Mikroben-Kohlenhydrat-Interaktionen
Fachbereich Biologie/Chemie
Universit?t Bremen
Telefon: +49 421 2028-9710
E-Mail: reintjesprotect me ?!uni-bremenprotect me ?!.de
