Bakterielle Endosymbionten von Pflanzenläusen mit stark reduzierten Genomen

Die Genomgrößen von DNA-haltigen Organellen (Mitochondrien, Chloroplasten), symbiontisch lebenden Bakterien, Parasiten, Krankheitserregern und frei lebenden Bakterien deuten immer mehr auf ein nahezu lückenloses Kontinuum hin. Dieser Trend hat sich durch einen Bericht über das kleinste bakterielle Genom des Endosymbionten Carsonella bestätigt, der in spezialisierten Organen von Blattläusen lebt und dessen Genom nur 162 kb lang ist. Dagegen ist das größte Mitochondriengenom der Tabakpflanze mit 439 kb fast drei Mal so lang. Man vermutet, dass Carsonella von einem frei lebenden g-Proteobakterium abstammt und mehr als 90% seiner Gene verloren hat. Dieses Größenkontinuum ist ein gutes vergleichend-biologisches Argument für die Endosymbiontenhypothese, nach welcher Mitochondrien und Chloroplasten von frei lebenden Bakterien abstammen. Allerdings kennt man bis heute keinen evolutionären Mechanismus, der eine erstmalige Etablierung von Organellen mit funktionalem Gentransfer (z.B. Mitochondrien) befriedigend erklärt. Es ist derzeit unklar, ob in der Symbiose zwischen Carsonella und dem Blattfloh ein Gentransfer vom Bakterium in den Wirt erfolgt sein könnte. Wenn dazu noch aus dem Wirt Proteine in den Symbionten transportiert würden, was ebenfalls unbekannt ist, dann könnte man Carsonella als ein Organell mit neuartiger Funktion bezeichnen.  Das wäre eine aufregende Entdeckung. Obgleich lange bekannt, stellen sich Vergesellschaftungen (Metabiosen, Symbiosen) von Bakterien mit Wirbellosen und Wirbeltieren sowie mit eukaryonten Mikroben als unerwartet häufig und sehr variabel heraus. Vielleicht erweisen sich Bakterien sowie potentielle Wirte sogar generell als prädisponiert für funktionale Interaktionen. Es könnte sein, dass im Rahmen solcher Assoziationen vielfältige mikroevolutive Veränderungen möglich sind. So gibt es Argumente, dass ein einmal etabliertes Organell variieren und auch Gene in das Chromosom des Wirtes transportieren kann. Die Erforschung solcher Evolutionsprozesse, deren Reichweite derzeit schwer abzuschätzen ist, bleibt spannend.

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