Auf diesem Foto ist ein tropischer Meeresschwamm zu sehen. Diese unscheinbaren, uralten Wesen ernähren sich mithilfe mikrobieller Symbionten, die ihnen in nährstoffarmem Wasser eine besonders effiziente Verdauung verleihen.
Schwämme zählen zu den ältesten Tierstämmen und finden sich überall auf der Welt. Die meisten Schwamm-Arten können organische Partikel und auch gelöste organische Nährstoffe wie Zucker aus dem Wasser herausfiltern, um sich zu ernähren. Dafür erzeugen sie einen Wasserstrom, der die Nährstoffe zum inneren Hohlraum bringt, wo die Filterzellen sie aufnehmen. Um die Nährstoffe zu verdauen, arbeiten die Schwämme mit mikrobiellen Symbionten zusammen.
Wie der Schwammwirt und sein Mikrobiom bei der Verarbeitung von Nahrung zusammenarbeiten, war aber bisher ein Rätsel. Deshalb haben Forscher um Meggie Hudspith von der Universität Amsterdam mittels bildgebender Verfahren die Aufnahme und Verdauung von gelöstem und ungelöstem organischem Material durch die Schwämme und ihre Symbionten verfolgt. Sie untersuchten dies unter anderem bei der auf unserer Aufnahme gezeigten Schwamm-Spezies Plakortis angulospiculatus. Sie kommt unter anderem im tropischen Atlantik vor Brasilien vor.
Die Untersuchung enthüllte Überraschendes: Anders als gedacht helfen die mikrobiellen Symbionten nicht schon bei der Aufnahme und Verarbeitung der Nährstoffe in die Filterzellen. Stattdessen nehmen die Schwämme gelöste organische Nährstoffe und Partikel selbstständig über ihre Filterzellen auf und verdauen sie, indem sie die Nahrungspartikel in Nahrungsvakuolen einschließen.
Die Symbionten kommen erst später ins Spiel: Die in den Filterzellen anfallenden Abfallstoffe werden von den Bakterien aufgenommen und damit gewissermaßen recycelt. Dadurch werden die Restnährstoffe aus diesem “Abfall” auch dem Schwamm wieder zugänglich. Damit halten die Symbionten die begrenzten Nährstoffe im Schwamm fest, sodass sie nicht an die Umwelt abgegeben werden.
„Unsere Ergebnisse zeigen, wie Schwämme in nährstoffarmen Ökosystemen wie Korallenriffen gedeihen können: Die Symbionten fungieren dabei als ‘Mini-Recycler’, da wichtige Nährstoffe vom Schwamm festgehalten werden, anstatt an die Umwelt abgegeben zu werden”, resümiert Hudspith.
