Photosynthetische Schnecken

  

Der endosymbiotische Ursprung der Plastiden führte zur Vererbarkeit der Photosynthese in Eukaryoten. Es gibt allerdings auch Fälle, in denen eukaryotische Photosynthese über nicht erbliche, symbiotische Assoziationen stattfindet, wie im Falle der küstenbewohnenden Nacktschnecken aus der Gruppe der Sacoglossa. Während einige Schneckenarten wahllos unterschiedliche Algen fressen und verdauen, wählen manche selektiv ihre Nahrungsquelle (bestimmte siphonale Algenarten, wie Acetabularia oder Vaucheria) und lagern selektiv nur die Plastiden ein. Bemerkenswert an diesem System ist, dass die Kleptoplasten (gestohlene Plastiden) im Zytosol von Epithelzellen eingelagert werden, welche den Verdauungstrakt aufbauen. Kleptoplasten können von manchen Schnecken Wochen bis Monate funktionell eingelagert werden und in den Schneckenzellen Sonnenenergie ernten und für biologische Zwecke einsetzen. Bis heute bleiben die spannendsten Fragen bei diesen Nacktschnecken: a) Wie können ihre Plastiden so lange aktiv bleiben? b) Warum können nur wenige der mehr als 300 bekannten Sacoglossenarten Kleptoplastiden für mehrere Wochen funktionell einlagern? und c) Wie überhaupt funktioniert die Selektion und Aufnahme der Kleptoplastiden in den Epithelzellen des Schneckendarms? Die Zusammenarbeit mit den Arbeitsgruppen Wägele (Bonn), Jahns (Düsseldorf) und Nickelsen (München) erlaubt einen multidisziplinären Ansatz zur Klärung dieser Fragen.

 

Weiterführende Literatur

de Vries J, Christa G, Gould SB: Plastid survival in the cytosol of animal cells. Trends Plant Sci 19:347–350 (2014). pdf

Christa G, de Vries, Jahns P, Gould SB: Switching off photosynthesis: The dark side of sacoglossan slugs. Commun Integr Biol 7:e28029 (2014). pdf

Schmitt V, Händeler K, Gunkel S, Escande ML, Menzel D, Gould SB, Martin WF, Wägele H: Chloroplast incorporation and long-term photosynthetic performance through the life cycle in laboratory cultures of Elysia timida (Sacoglossa, Heterobranchia). Front Zool 11:5 (2014). pdf

Christa G, Zimorski V, Woehle C, Tielens AGM, Wägele H, Martin WF, Gould SB: Plastid-bearing sea slugs fix CO2 in the light but do not require photosynthesis to survive. Proc R Soc Lond B 281:20132493 (2014). pdf 

de Vries J, Habicht J, Woehle C, Huang C, Christa G, Wägele H, Nickelsen J, Martin WF, Gould SB: Is ftsH the key to plastid longevity in sacoglossan slugs? Genome Biol Evol 5:2540–2548 (2013). pdf

Martin WF, Hazkani-Covo E, Shavit-Grievink L, Schmitt V, Händeler K, Gould SB, Landan G, Graur D, Dagan T: Gene transfers from organelles to the nucleus. How much, what happens, and why none in Elysia. Endocytobiosis Cell Res 23:16–20 (2012). pdf

Wagele H, Deusch O, Handeler K, Martin R, Schmitt V, Christa G, Pinzger B, Gould SB, Dagan T, Klussmann-Kolb A, Martin W: Transcriptomic evidence that longevity of acquired plastids in the photosynthetic slugs Elysia timida and Plakobranchus ocellatus does not entail lateral transfer of algal nuclear genes. Mol Biol Evol 28:699–706 (2011). pdf

Institutsleitung

Prof. Dr. William F. Martin

Molekulare Evolution
Heinrich-Heine-Universität
Düsseldorf
Universitätsstraße 1
Gebäude: 26.13
Etage/Raum: 01.34
Tel.: +49 211 81-13011
Fax: +49 211 81-13554
Verantwortlich für den Inhalt: E-Mail sendenProf. Dr. William F. Martin