Planktische Foraminiferen als Holobionten 2/09/2017

Foraminiferen oder Kammerlinge genannt leben in der oberen Wassersäule im offenen Ozean. Es sind im modernen Ozean 50 lebende Foraminiferenarten bekannt wobei ein Viertel Algensymbionten beherbergen kann. Wir untersuchen verschiedene Tiefen der Wassersäule bis zu 700m mit dem Multischließnetz, wobei wir aber den Großteil der Arten mit Symbionten bis 100m Wassertiefe finden. Die Algen, welche in Symbiose mit den Foraminiferen leben, sind in deren Zellmembranen eingeschlossen – somit kann man diesen Organismus auch als Holobionten bezeichnen. Tagsüber ziehen sie ihre Foraminiferen in ihr Kalzitgehäuse und nachts strecken sie diese heraus, wie auf dem Foto seitlich zu sehen ist.

Diese Algen ermöglichen es der Foraminifere, durch die Photosynthese energiereiche Stoffe zur Verfügung zu stellen, welche das Wachstum dieser beschleunigen. Am Ende ihres ca. 4 wöchigen Lebenszyklus pflanzt  sich die Foraminifere fort und verdaut ihre Algensymbointen um nochmal mehr Energie für die Reproduktion zur Verfügung zu haben. Die photosymbiontischen Algen dienen somit als letztes Abendbrot für die Foraminiferen. Danach sinken sie als totes Gehäuse auf den Meeresboden wo sie sich ablagern.

Da wir bis noch nicht genau wissen wie die Foraminiferen in der oberen photischen Zone im Ozean verteilt sind, können uns die Photosynthesemessungen Einblicke ermöglichen, wie gut die Tiere mit ihren Symbionten an die unterschiedlichen Tiefen angepasst sind. Hier auf der Ausfahrt stehen uns zwei Fluorometer zur Verfügung, welche die Photosyntheseleistung dieser Algen in ganz frischem Probenmaterial direkt auf dem Schiff messen zu können.

Wir isolieren die Foraminiferen einzeln aus den Planktonproben und messen ihr Fluoreszenz im Fluorometer. Im Laufe der Ausfahrt haben wir so ca. 600 Holobionten vermessen. Diese beherbergen verschiedene Mikroalgen, welche wir auf ihre Lichtanpassung mit dem Fluorometer untersuchen können.

Diese Einblicke reichen uns aber noch nicht aus, denn zurück im Labor werden wir mit Hilfe der Elektronenmikrosopie und der Analyse der DNA der Symbioten Rückschlüsse ziehen können, welche Holobiont Gemeinschaften es im moderen Ozean gibt, welche sich noch nicht mit der Photosynthese messen lassen.

Das Verstehen der Biologie der modernen Foraminiferen ist von großer Bedeutung für die Rekonstruktion von klimatischen und ozeanographischen Ereignissen der Erdgeschichte.