Spektrum der Wissenschaft - Oktober 2017

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MIKROORGANISMEN

AUF DER SPUR DER

ERSTEN VIREN



Eine Mikrobe aus der

Antarktis könnte Wissen-

schaftlern helfen, den

Ursprung von Viren zu

entschlüsseln. Dieser

beschäftigt Biologen seit

Langem: Sind die infekti-

ösen Partikel Vorfahren von

Organismen und somit älter

als das zelluläre Leben?

Oder entwickelten sich die

ersten Viren aus Bakterien,

nachdem diese die Erde

schon in Besitz genommen

hatten? Für beide Szenarien

gibt es gute Argumente,

schließlich sind Viren im

Grunde nur von einer

Schutzhülle umgebene

Erbgut-Transporter. Damit

sind sie viel einfacher

gebaut als zelluläre Mikro-

organismen. Andererseits

entfalten Viren ihr Potenzial

erst, wenn sie in Zellen

eindringen können und dort

Kopien von sich anfertigen.

Ein Team um Ricardo

Cavicchioli von der Univer-

sity of New South Wales in

Australien glaubt nun

Fortschritte in dieser Frage

gemacht zu haben. Die

Mikrobiologen haben eine

auf den Rauer-Inseln in

der Ostantarktis lebende,

zu den Archaeen zählende

Mikrobe analysiert. Im

Inneren von Halorubrum

lacusprofundi R1S1 ent-

deckten die Forscher eine

ringförmige DNA. Solch

ein Plasmid kann sich

unabhängig vom Erbgut der

Mikrobe replizieren.

Eigentlich sind Plasmide

in Bakterien nicht unge-

wöhnlich. Oft steuern sie

hilfreiche Eigenschaften bei,

beispielsweise Resis tenzen.

Das Archaeen- Plasmid mit

der Bezeichnung pR1SE

hat allerdings eine unge-

wöhnliche Funktion: Es

kodiert für Proteine, mit

denen der DNA-Ring eine

kleine Blase um sich selbst

bildet, ein so genanntes

Vesikel. Darin kann das

Plasmid die Zelle verlassen

und in andere, bis dahin

plasmidfreie Archaeen

eindringen und diese »infi-

zieren«.

Damit ähnele pR1SE

einem Virus, so die Mikro-

biologen. Eine weiter-

entwickelte Variante des

Plasmids, die irgendwann

die zusätzliche Eigenschaft

erworben hat, eine feste

Hülle zu bilden, wäre dem-

nach als genereller Vorgän-

ger der Viren denkbar. Das

wiederum würde nahe-

legen, dass sich Viren erst

nach den Bakterien und

Archaeen entwickelt hät-

ten – um dann aber recht

schnell eine große Rolle zu

spielen.

Nat. Microbiol. 10.1038/s41564-017-

0009-2, 2017

BIOLOGIE

EPIGENETIK BEI DARWINFINKEN



Darwinfinken der Art Geospiza fortis, die in bewohn-

ten Gebieten der Galapagosinseln leben, sind offen-

bar größer als ihre Artgenossen in der Wildnis – und

das, obwohl nur zehn Kilometer die Lebensräume der

Populationen trennen. Ein Forscherteam um Michael

K. Skinner von der Washington State University hat in

den Jahren 2008 bis 2016 etwa 800 der Tiere eingefan-

gen und physische Merkmale erfasst. Demnach sind

»urbane« Darwinfinken nicht nur fünf Prozent schwerer

als ihre ländlichen Artgenossen, auch ihre Schnäbel

sind einen halben Millimeter größer.

Die Wissenschaftler fanden jedoch keinen nennens-

werten Unterschied in den DNA-Sequenzen der Popu-

lationen. Stattdessen hält es das Team für möglich,

dass epigenetische Prägungen die Finken in der Zivili-

sation verändert haben. Zur Epigenetik zählen Biologen

Funktionsänderungen von Genen, die nicht auf Muta-

tionen der DNA-Sequenz beruhen, möglicherweise

aber trotzdem vererbt werden. Sie gehen auf Umwelt-

faktoren zurück, beispielsweise die Ernährung.

Konkret untersuchten die Forscher eine bestimmte

Form von chemischer Veränderung des Erbguts, die so

genannte Methylierung. Sie zählt zu den bekanntesten

epigenetischen Modifikationen. Bei ihr docken Methyl-

gruppen an Nukleinbasen der DNA an. Wenn Erb-

gutsequenzen methyliert sind, können die dort befind-

lichen Gene unterdrückt oder auch aktiviert werden.

Tatsächlich stieß das Team um Skinner bei den

urbanen Darwinfinken auf deutliche Unterschiede in

der Methylierung. Sie könnten eine Erklärung für die

Größe der urbanen Vögel sein, spekulieren die For-

scher. Dafür spricht, dass sich die epigenetischen

Veränderungen bei den Darwinfinken schnell verbreitet

zu haben scheinen. Nennenswerte Siedlungen gibt

es auf den Galapagosinseln erst seit gut 50 Jahren.

Noch ist allerdings offen, wie die entdeckten DNA-

Methylierungen die veränderten Körpermerkmale der

Darwinfinken hervorbringen sollen.

BMC Evol. Biol. 10.1186/s12862-017-1025-9, 2017

Die Ernährung von Mittel-Grundfinken könnte die Funktion

mancher Gene verändern.

PUTNEYMARK / MEDIUM GROUND FINCH, SANTA CRUZ (WWW.FLICKR.COM/PHOTOS/PUTNEYMARK/1351694843) / CC BY-SA 2.0 (CREATIVECOMMONS.ORG/LICENSES/BY-SA/2.0/LEGALCODE)