Forschende der Friedrich-Schiller-Universität Jena haben erstmals genauer entschlüsselt, wie Collodaria und mikroskopisch kleine Algen ihren Stoffwechsel untereinander aufteilen. Die Ergebnisse erklären, warum diese Lebensgemeinschaften selbst in besonders nährstoffarmen Regionen der Weltmeere erfolgreich bestehen können.
Universität Jena entschlüsselt Stoffwechsel von Meeresplankton
Collodaria sind einzellige Meeresorganismen, die teilweise große Kolonien in den lichtreichen oberen Schichten der Ozeane bilden. In diesen Kolonien leben Hunderte bis Tausende mikroskopisch kleine Algen.
Die enge Gemeinschaft wird als Holobiont bezeichnet. Die Algen übernehmen durch Photosynthese einen wichtigen Teil der Energieversorgung und stellen Zucker bereit. Die Collodaria bieten ihren Partnern Schutz und nehmen essenzielle Nährstoffe aus dem Meerwasser auf.
Collodaria und Algen teilen Aufgaben präzise untereinander auf
Wie genau dieser Stoffaustausch funktioniert, war bislang nur teilweise bekannt. Collodaria lassen sich zudem nicht dauerhaft in Laborkulturen halten, weshalb die Forschenden auf Untersuchungen direkt im Meer angewiesen waren.
Erstautorin Vera Nikitashina und Georg Pohnert, Professor für Analytische Chemie an der Universität Jena, sammelten dafür frische Kolonien im offenen Ozean.
Forschende aus Jena untersuchen Plankton direkt im Mittelmeer
Für ihre Untersuchungen nutzte das Team stabile Isotopenmarkierungen. Damit lässt sich verfolgen, wie markierte Verbindungen in weitere Stoffwechselprodukte eingebaut werden.
Die Experimente fanden unmittelbar im Mittelmeer statt. Die anschließenden chemischen Analysen führte das Forschungsteam im Labor in Jena durch.
Auf diese Weise konnten die Forschenden erstmals die chemische Natur von Verbindungen bestimmen, die zwischen den beiden Partnern ausgetauscht werden.
Meeresplankton überlebt auch in nährstoffarmen Ozeanen
Die Arbeitsteilung verschafft den Organismen einen entscheidenden Vorteil. Gerade in Regionen mit sehr wenigen verfügbaren Nährstoffen könnten nicht photosynthetisch aktive Organismen allein nur schwer bestehen.
Collodaria profitieren deshalb von ihren Algenpartnern. Diese erzeugen mithilfe von Sonnenlicht Zucker und sichern damit einen wichtigen Teil der Energieversorgung der Gemeinschaft.
Forschung aus Jena liefert neue Daten für Klimamodelle
Die Ergebnisse besitzen nach Einschätzung des Forschungsteams auch Bedeutung für die Klimaforschung. Collodaria sind weltweit verbreitet und Bestandteil globaler biogeochemischer Kreisläufe.
Genauere Kenntnisse über ihren Stoffwechsel können helfen, ökologische Modelle zur Produktivität der Meere und zur Kohlenstoffspeicherung zu verbessern. Dadurch soll sich künftig genauer untersuchen lassen, wie marines Plankton auf Klimaveränderungen und menschliche Einflüsse reagiert.
Die Forschungsergebnisse von Vera Nikitashina und Georg Pohnert wurden 2026 in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht.
Quelle: Friedrich-Schiller-Universität Jena, Pressemitteilung; Originalpublikation: Vera Nikitashina und Georg Pohnert, „Metabolic partitioning between photosynthesis and osmotrophy in Collodaria photosymbiotic holobionts“, Nature Communications, 2026.
