Endosymbionts of two species of mediterranean lucinid clams

Symbiosen stellen, wie anhand einiger Invertebraten belegt, eine potentiell wichtige Überlebensstrategie vieler Tiere in unwirtlichen Lebensräumen dar. Solche Lebensräume können etwa schwefelhaltige Sedimentschichten sein. Um mit den lebensfeindlichen Bedingungen hier zu Recht zu kommen, besitzen Muscheln der Familie Lucinidae (dt. Mondmuscheln) Sulfid-oxidierende Endosymbionten. Außerdem schließen die Symbionten durch den chemischen Prozess die energiereichen reduzierten Schwefelverbindungen als zusätzliche Nahrungsquelle auf. Da bislang vorwiegend tropische Vertreter der Familie untersucht wurden, beschäftigt sich meine Diplomarbeit mit den kleineren Mittelmeerarten Loripes lacteus (Linneaus, 1758) und Anodontia (Loripinus) fragilis (Philippi, 1836). Ziel der Arbeit war eine Beschreibung der Endosymbionten beider Muschelarten. Die analysierten Tiere stammten aus Sulfid-reichen Sedimentschichten unterhalb einer Cymodocea nodosa-Seegraswiese. Sequenzanalysen hatten das 16S rRNA Gen des bakteriellen Symibonten zum Ziel. Niedrige Sequenzähnlichkeiten, basierend auf der Berechnung von paarweisen Distanzen (P-distances), gaben einen ersten Hinweis, dass die Endosymbionten von L. lacteus und A. fragilis zwei unterschiedlichen Bakterienarten angehören. Basierend auf der Sequenz wurden klonspezifische Sonden für die Muschelsymbionten entwickelt und mittels Fluoreszenz in situ Hybridisierung (FISH) die Spezifität geprüft. Außerdem konnte mittels confocaler Laser-Scannung Mikroskopie eine gleichmäßige Verteilung des fluoreszierenden Symbiontensignals in der gesamten Lateralzone der Kiemenfilamente beobachtet werden. Die Untersuchung ergab, dass L. lacteus und A. fragilis eine einzige, spezifische Endosymbiontenpopulation aus der Gruppe der γ-Proteobacteria beherbergen, die über drei Monate unveränderlich blieb. Transmissionselektronenmikroskopische Aufnahmen zeigen einzelne Endosymbionten eingeschlossen in Vakuolen, die innerhalb großer Bacteriocyten über die gesamte Lateralzone verteilt sind. Außerdem variieren die zusätzlichen Zelltypen in den untersuchten Bivalven, was sich vermutlich auf unterschiedliche physiologische Anpassungen an die Symbiose zurückführen lässt. Im Bakterioplasma der Endosymbionten von L. lacteus befinden sich zahlreiche Vakuolen, die möglicherweise der Sulfidspeicherung dienen. Phylogenetische Analysen unterstützen eine Monophylie von Endosymbionten der Familie Lucinidae nicht. Stattdessen zeigen symbiontische Sequenzen basierend auf Kiemen-Extrakten von L. lacteus eine nahe Verwandtschaft mit Symbionten von Lucina floridana und Codakia costata. 16S rRNA Sequenzen aus A. fragilis bilden dagegen eine Schwesterngruppe mit A. phillipiana und Solemya terraeregina. Diese Gruppe clustert innerhalb eines allgemeinen Symbiontenclades, das neben der Endosymbiontensequenz der Lucinidae Phacoides (Lucina) pectinata auch die Symbionten der Bivalvenfamilien Solemyidae und Thyasiridae, sowie solche von vestimentiferen Röhrenwürmern enthält. Damit ist durch die phylogenetische Analyse die Existenz zweier unterschiedlicher endosymbiontischer Arten in L. lacteus und A. fragilis untermauert.