Specificity and transmission in two shallow water thiotrophic symbioses

Die ‚Domestikation‘ von chemosynthetischen mit chemoautotrophen schwefeloxidierenden Bakterien ist von Mitgliedern aus sechs eukaryoten Stämmen bekannt. Die Symbionten von meiofauna Wirtsgruppen aus subtidalen Flachwassersanden - Nematoden sowie darmlose Oligochaeten - formen eine Clade von Gammaproteobakterien. Die Ektosymbionten der Nematoden werden wahrscheinlich aus der Umwelt übertragen und ich zeige erstmals freilebende Verwandte aus küstenfernen Oberflächenwassern. Die Symbionten von Stilbonematinen wie Laxus oneistus sind in eine Schleimschichte eingebettet, die das an der Anheftung der Symbionten beteiligte Wirtslektin Mermaid enthält. Ich zeige, dass Stilbonema majum – ein mit L. oneistus gemeinsam vorkommender Stilbonematinae – von verwandten aber eigenständigen Symbionten besiedelt ist. Die Selektionsmechanismen für einen monospezifischen bakteriellen Überzug, der für Laxus oneistus und andere Stilbonematinae typisch ist, werden anhand von Mermaid-Transkripten beider Wirtsarten untersucht. Mehrere gefundene Isoformen, bei denen nur eine bis drei von 105 Aminosäuren im Zuckerbindungszentrum variieren, zeigen höhere Bindungsaktivitäten zu den Symbionten des Wirtes, bei dem sie gefunden wurden und wirken in der Anheftung und der spezifischen Selektion von Symbionten mit. Die Partner in thiotrophen Symbiosen schienen bisher nur aus zwei Klassen zu stammen – den Gamma- und Epsilonproteobakterien. Gemeinsam mit den darmlosen Oligochaeten und Nematoden findet man oft mund- und darmlose catenulide Plattwürmer der Gattung Paracatenula. Ich beschreibe die größte und häufigste Paracatenula Art aus dem Barriere Riff von Belize und zeige, dass die intrazellulären Symbionten der Paracatenula Plattwürmer eine neue Familie von thiotrophen Alphaproteobakterien darstellen. Die kongruenten Stammbäume der Wirte und Symbionten in dieser 500 Millionen Jahre alten Assoziation weisen auf eine vertikale Weitergabe Symbionten von einer Wirtsgeneration zu nächsten hin.