Kleptoplastik - Kleptoplasty

Eine Zelle der Verdauungskanälchen der Meeresschnecke Elysia clarki , die mit Chloroplasten aus Grünalgen gefüllt ist.
C = Chloroplast ,
N = Zellkern .
Elektronenmikroskopische Aufnahme : Maßstabsbalken ist 3 µm.

Kleptoplastie oder Kleptoplastidie ist ein symbiotisches Phänomen, bei dem Plastiden , insbesondere Chloroplasten aus Algen , von Wirtsorganismen sequestriert werden. Das Wort leitet sich von Kleptes (κλέπτης) ab, das griechisch für Dieb ist . Die Alge wird normal gegessen und teilweise verdaut, wobei die Plastide intakt bleiben. Die Plastiden werden im Wirt gehalten, setzen die Photosynthese vorübergehend fort und kommen dem Raubtier zugute. Der Begriff wurde 1990 geprägt, um die Chloroplastensymbiose zu beschreiben.

Ciliaten

Mesodinium rubrum

Mesodinium rubrum ist ein ciliate dass Steals Chloroplasten aus dem Cryptophyceae Geminigera cryophila . M. rubrum beteiligt sich an zusätzlicher Endosymbiose, indem es seine Plastiden auf seine Prädatoren, die zur Gattung Dinophysis gehörenden Dinoflagellaten-Planktone, überträgt.

Karyoklepty ist ein verwandter Prozess, bei dem auch der Kern der Beutezelle vom Räuber gehalten wird. Dies wurde erstmals 2007 in M. rubrum beschrieben .

Dinoflagellaten

Die Stabilität transienter Plastiden variiert beträchtlich zwischen den plastidhaltenden Spezies. Bei den Dinoflagellaten Gymnodinium spp. und Pfisteria piscicida sind Kleptoplastiden nur wenige Tage photosynthetisch aktiv, während Kleptoplastiden in Dinophysis spp. 2 Monate haltbar. Bei anderen Dinoflagellaten wurde angenommen, dass die Kleptoplastik entweder einen Mechanismus darstellt, der funktionelle Flexibilität ermöglicht, oder möglicherweise ein frühes Evolutionsstadium bei der dauerhaften Erfassung von Chloroplasten.

Sacoglossan Meeresschnecken

Costasiella kuroshimae , eine Sacoglossan-Meeresschnecke, die Kleptoplastik verwendet, um komplexe Muster auf ihrem Körper zu erzeugen
Elysia pusilla ernährt sich von der Grünalge Halimeda und baut Chloroplasten in ihren Körper ein.

Einige der einzigen bekannten Tiere, die Kleptoplastik praktizieren, sind Meeresschnecken in der Klade Sacoglossa . Mehrere Arten von Schnecken Schlundsackschnecken Meer intakt, funktionelle Chloroplasten aus Algen Nahrungsquellen erfassen, sie in spezialisierten Zellen entlang der Halte Mollusken ‚s Verdauungs Divertikel . Die längste bekannte kleptoplastische Assoziation, die bis zu zehn Monate andauern kann, findet sich in Elysia chlorotica , die Chloroplasten durch den Verzehr der Alge Vaucheria litorea erhält und die Chloroplasten in den Zellen speichert, die ihren Darm auskleiden. Junge Nacktschnecken begründen die kleptoplastische Endosymbiose, indem sie sich von Algenzellen ernähren, den Zellinhalt absaugen und alles außer den Chloroplasten verwerfen. Die Chloroplasten werden von Verdauungszellen phagozytiert , füllen weit verzweigte Verdauungskanälchen und versorgen ihren Wirt mit den Produkten der Photosynthese. Es ist jedoch nicht geklärt, ob die gestohlenen Plastiden aktiv Photosynthese absondern oder ob die Nacktschnecken indirekt von langsam abbauenden Kleptoplasten profitieren.

Oxynoe olivacea , eine weitere Sacoglossan-Schnecke, die sich von Caulerpa . ernährt

Aufgrund dieser ungewöhnlichen Fähigkeit werden die Sacoglossane manchmal als "solarbetriebene Meeresschnecken" bezeichnet, obwohl der tatsächliche Nutzen der Photosynthese für das Überleben einiger der analysierten Arten bestenfalls marginal zu sein scheint. Tatsächlich können einige Spezies sogar in Gegenwart der Kohlendioxid-fixierenden Kleptoplasten als Folge erhöhter Mengen an reaktiven Sauerstoffspezies sterben.

Es wurde gezeigt, dass Temperaturänderungen die kleptoplastischen Fähigkeiten bei Sacoglossanen negativ beeinflussen. Es wurde gezeigt, dass die Photosyntheseeffizienz sowie die Häufigkeit von Kleptoplasten in Korrelation mit einer Temperaturabnahme sinken. Das Muster und die Geschwindigkeit dieser Veränderungen variiert jedoch zwischen den verschiedenen Arten von Meeresschnecken.

Nacktschnecken

Einige Arten von Nacktschnecken wie Pteraeolidia ianthina sequestrieren ganze lebende symbiotische Zooxanthellen in ihren Verdauungsdivertikeln und sind daher auch "solarbetrieben".

Foraminiferen

Von einigen Arten der Foraminiferen- Gattungen Bulimina , Elphidium , Haynesina , Nonion , Nonionella , Nonionellina , Reophax und Stainforthia wurde gezeigt, dass sie Diatomeen- Chloroplasten sequestrieren .

Rhabdocoel-Plattwürmer

Es wurde festgestellt , dass zwei Arten aus der Gruppe der marinen Plattwürmer, die als Rhabdocoels bekannt sind , Baicalellia solaris und Pogaina paranygulgus, eine weitere Tierart darstellen, die Kleptoplastik zeigt. Die Gruppe wurde zuvor als Algen-Endosymbionten klassifiziert, obwohl bereits entdeckt wurde, dass die Endosymbionten keine Kerne enthalten.

Während des Verzehrs von Kieselalgen extrahieren B. solaris und P. paranygulus in einem noch nicht entdeckten Prozess Plastiden aus ihrer Beute und integrieren sie subepidermal, während sie den Stumpf und den Rest der Kieselalge trennen und verdauen. In B. solaris zeigen die extrahierten Plastiden oder Kleptoplasten für einen kurzen Zeitraum von ungefähr 7 Tagen weiterhin eine funktionelle Photosynthese. Da es sich bei den beiden Gruppen nicht um Schwestertaxa handelt und das Merkmal nicht auf eng verwandte Gruppen aufgeteilt wird, gibt es Hinweise darauf, dass sich die Kleptoplastik innerhalb der beiden Taxa unabhängig voneinander entwickelt hat.

Siehe auch

Verweise

Externe Links