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Mehr als die Summe seiner Teile – der Holobiont

Die gesunde Mikrobenfauna des Menschen und der Tiere ist vielfältig. Die genetische Information all dieser Mikroorganismen ist in der Summe deutlich größer als die des Menschen. Daher kann man den menschlichen Körper mit all den auf oder in ihm lebenden Spezies durchaus als artenreiches Ökosystem von Mikroben, Einzellern oder anderen Organismen betrachten, als einen Superorganismus, einen Holobionten. Aktuell vertreten einige Forscher die Hypothese, dass die Mikrobenflora nicht nur für das Leben des Wirts, sondern auch für dessen Evolution von Bedeutung ist. Die Hypothese besagt, dass nicht der Mensch oder das Tier allein als Einheit der Evolution betrachtet werden sollte, sondern der Holobiont mit der Gesamtheit der ihn besiedelnden Mikroben. Noch sind die komplexen Interaktionen innerhalb dieses Superorganismus und ihr Einfluss auf die Gesundheit vollkommen unbekannt. Zunächst muss geklärt werden, wie die im Superorganismus zusammenlebenden Organismen auf molekularer Ebene interagieren. Wie haben sich die entscheidenden Gene der vielen verschiedenen Holobionten-Spezies gemeinsam im Laufe der Evolution entwickelt? Wie beeinflussen die Mikroorganismen letztlich die Biologie ihrer Wirte, und wie beeinflussen die Wirte die kolonisierenden Mikroben? Wie funktioniert der Holobiont? Das ist eine der gegenwärtig schwierigsten Fragen. Wie sich zeigt, sind Nesseltiere mit ihrem effizienten epithelialen Abwehrsystem wertvolle Studienobjekte, um diese Frage anzugehen. Der Grund: Diese ursprünglichen Organismen besitzen viele alte Gene, die in höheren, von Genetikern genau untersuchten Versuchstieren wie der Taufliege Drosophila melanogaster oder dem Wurm Caenorhabditis elegans nicht mehr vorhanden sind. Will man ursprüngliche Stoffwechselprozesse und die Grundlagen von Immunreaktionen verstehen, sind Nesseltiere daher die Studienobjekte der Wahl. Interessant ist außerdem, dass die auf dem Süßwasserpolypen Hydra siedelnden Mikrobengemeinschaften außerordentlich komplex und zugleich exakt auf Hydra zugeschnitten sind. Sie unterscheiden sich deutlich von den im umgebenden Wasser lebenden Mikroben. Jede Hydra-Art hat ihr eigenes Mikroben-Menü, das sehr stabil ist und sich kaum verändert. Sehr wahrscheinlich übernimmt die Mikrobenfauna eine ganze Reihe von Stoffwechselfunktionen des Wirts. Störungen in der Balance zwischen Hydra und den kolonisierenden Mikroben scheinen das Auftreten von Krankheiten zu ermöglichen. Die Erforschung der Wirt-Mikroben-Interaktionen bei Hydra ist von fundamentalem Interesse, denn sie hilft den Wissenschaftlern, die molekulare Sprache zwischen Wirt und Mikroben im gemeinsamen Vorfahr aller Tiere zu verstehen, und hilft damit, die Ursachen für Krankheiten des Menschen besser klären zu können.

9.12 > Korallen können an der Korallenbleiche erkranken. Dabei sterben symbiontische Einzeller ab, die Photoysnthese betreiben und sie mit Nahrung versorgen. Die Koralle bleicht aus. Eine Ursache kann eine krankhafte Veränderung des Bakterienbewuchses sein. Abb. 9.12: © R. Dirscherl/blickwinkel