Diatom Metabolomics

Vidoudez, Charles GND

Diatomeen sind ein essentieller Bestandteil des eukaryotischen Phytoplanktons und haben einen signifikanten Anteil an der ozeanischen Kohlenstofffixierung. Sie sind auch die Grundlage vieler aquatischer Nahrungsnetze. Da sie das Potenzial haben pelagische Nahrungsnetze zu beeinflussen, besteht erhöhtes Interesse an inter- und intraspezifischen Interaktionen von Diatomeen. Von Diatomeen freigesetzte polyungesättigte Aldehyde (PUA) wurden als Metaboliten, die in solchen Interaktionen eine potenzielle Rolle spielen intensiv erforscht. Zunächst wurden sie exklusiv als Verteidigungsmetaboliten gegen Fraßfeinde diskutiert, jüngst aber auch als mögliche Infochemikalien. Ich liefere hier den ersten Beweis für die Präsenz von PUA im Meer, gelöst in Seewasser. Dieses Ergebnis wird von Laborstudien bestätigt, in denen intakte Zellen der Diatomee Skeletonema marinoi PUA freisetzten. Die Freisetzung erfolgt während weniger Tage kurz vor dem Übergang der Kultur in die rückläufige Wachstumsphase. Freigesetzte PUA stellen somit ein potenzielles, zeitlich limitertes Signal dar. Mesokosmos Experimente bestätigten, dass die Dynamik der PUA Freisetzung stark von regulativen Prozessen, die auf die entsprechenden Biosynthesewege einwirken abhängig ist. Der Verdacht auf einen potenziellen Signalcharakter der Verbindungen wird durch Bioassays an S. marinoi Kulturen gezeigt. Wenn Kulturen in der späten stationären Wachstumsphase mit biologisch relevanten PUA Konzentrationen behandelt werden, wird die Zellkonzentration direkt beeinflusst. Die Ergebnisse meiner Labor- und meiner Feldversuche unterstützen die Annahme, dass PUA als Infochemikalien Planktoninteraktionen steuern. Besonders ihre Beteiligung an der konzertierten Beendigung einer Planktonblüte liegt nahe.

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Vidoudez, Charles: Diatom Metabolomics. 2010.

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