Nicole Dubilier erforscht die Bedeutung von Symbiosen Leibniz-Preis für Bremer Biologin

Bremen. Die Bremer Biologie-Professorin Nicole Dubilier erforscht dieses Miteinander. Am Mittwoch erhält sie für ihre Arbeit in Berlin den Leibniz-Preis.
11.03.2014, 15:58
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Leibniz-Preis für Bremer Biologin
Von Jürgen Wendler

In der Wirtschaft gilt der Egoismus als wichtige Triebkraft. Der Eigensinn führt zu Konkurrenz, einem Phänomen, das auch in der Entwicklungsgeschichte des Lebens eine Rolle spielt. Gut angepasste Arten überleben. Egoismus und Konkurrenz sind aber nur eine Seite der Medaille. Gäbe es nicht auch das Miteinander, wäre kein Leben möglich. Die Bremer Biologie-Professorin Nicole Dubilier erforscht dieses Miteinander. Am Mittwoch erhält sie für ihre Arbeit in Berlin den Leibniz-Preis.

Der Leibniz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft ist der wichtigste Preis zur Forschungsförderung in Deutschland. Die Auszeichnung für Nicole Dubilier, die eine Abteilung am Bremer Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie leitet und außerdem an der Universität Bremen tätig ist, ist mit einem Preisgeld von zweieinhalb Millionen Euro verbunden. Mit dem Geld erhält die in den USA geborene Biologin, die seit einigen Jahrzehnten in Deutschland lebt, die Möglichkeit, ihre Arbeiten zur Erforschung der Symbiose weiter voranzutreiben.

Mit dem Fachbegriff Symbiose bezeichnen Biologen Beziehungen, die für beide Seiten von Nutzen sind. Ein Beispiel für eine Symbiose liefern Mikroorganismen im Verdauungstrakt von Lebewesen wie Menschen. Sie helfen unter anderem bei der Verwertung der Nahrung. Zugleich profitieren sie selbst von ihrem Lebensraum, weil es dort Stoffe gibt, die ihnen als Energielieferanten dienen. Wie wichtig Symbiosen sind, lässt sich auch an den Zellen von Menschen und anderen Lebewesen ablesen. Sie enthalten sogenannte Mitochondrien, die als Energiekraftwerke lebenswichtige Aufgaben erfüllen. Wissenschaftler nehmen an, dass es sich bei diesen Zellbestandteilen um Nachfahren von Bakterien handelt. Mit anderen Worten: In frühen Phasen des Lebens sind Bakterien von Zellen aufgenommen worden und haben mit ihnen Lebensgemeinschaften gebildet.

Ob Akazienpflanzen Ameisen Nahrung zur Verfügung stellen und die Insekten im Gegenzug Tiere angreifen, die Pflanzenteile fressen wollen, oder Pilze und Bäume sich gegenseitig bei der Versorgung mit lebenswichtigen Stoffen helfen: Vorgänge wie diese kennzeichnen Symbiosen. Nicole Dubilier erforscht Zweckgemeinschaften im Meer. Einen Namen hat sie sich in der Fachwelt bereits vor einigen Jahren gemacht, als sie eine zuvor unbekannte Symbiose von in Meeressedimenten lebenden Würmern und Bakterien untersuchte. Der im Mittelmeer entdeckte ein bis zwei Zentimeter lange Wurm Olavius algarvensis hat weder einen Mund noch einen Verdauungstrakt und frisst auch nicht. Dass er trotzdem überlebt, verdankt er unterschiedlichen Bakterienarten. Sie setzen unter anderem Sulfat um und sind in der Lage, aus Kohlendioxid Kohlenstoffverbindungen herzustellen, die den Wurm ernähren.

Wie Nicole Dubilier erklärt, sind in den vergangenen Jahren immer wieder neue Arten von Zweckgemeinschaften entdeckt worden. „Wir haben zum Beispiel im Wattenmeer vor Sylt sieben verschiedene Wurmarten entdeckt, die eng miteinander verwandt sind und auf kleinstem Raum gemeinsam vorkommen.“ Jede dieser Wurmarten lebe mit anderen Organismen in Symbiose. Alle diese Organismen übernähmen die gleiche Aufgabe, nämlich den Wurm zu ernähren. „Das ist so, als wären sieben verschiedene Hunderassen gemeinsam in einem Raum eingesperrt, und kein Tier würde an den Futtertrog des anderen gehen“, erläutert die Biologin. Sie und ihre Kollegen seien fasziniert von der „ungeheuren Vielfalt der Symbiosen zwischen Bakterien und Meerestieren“. Vor Kurzem, so berichtet sie weiter, hätten sie herausgefunden, dass mit Tiefseemuscheln in Symbiose lebende Bakterien Giftstoffe ausschieden, die biologischen Insektiziden ähnelten. Denkbar sei, dass diese zur Abwehr von Bakterien dienten, die keine Zweckgemeinschaften mit den Muscheln bildeten.

Bei ihren Reisen mit Forschungsschiffen befasst sich die Bremer Wissenschaftlerin auch mit dem Leben an heißen Quellen am Meeresgrund. Die aus dem Boden austretende heiße Flüssigkeit enthält Metall-Schwefel-Verbindungen, die sich ablagern. Dabei können schlotähnliche Gebilde entstehen, die sogenannten „Schwarzen Raucher“. Hinter dem Begriff „Rauch“ verbergen sich in diesem Fall fein verteilte Sulfidpartikel, das heißt Metall-Schwefel-Verbindungen, die wie schwarze Wolken aus den Schloten austreten. Im Umfeld solcher Quellen kann sich eine ungewöhnliche Artenvielfalt entwickeln. Außerdem können aus der chemischen Fracht der heißen Lösungen bedeutende Erzlagerstätten entstehen. Dies hat Begehrlichkeiten geweckt. Es gibt Bestrebungen, die Rohstoffvorkommen auszubeuten. Nicole Dubilier steht solchen Überlegungen skeptisch gegenüber: „Wenn Schwermetalle durch Baggern und Bohren abgebaut werden, werden nicht nur die Biotope mit ihren Lebewesen zerstört. Auch die Lebewesen in den Wassersäulen oberhalb der heißen Quellen könnten aufgrund des feinen Schlamms, der sich infolge des Abbaus ausbreiten würde, großen Schaden erleiden.“

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