Ausgerechnet scheinbar völlig wehrlose winzige Kieselalgen verfügen über ausgeklügelte chemische Verteidigungsmechanismen, mit für so manchen hungrigen Angreifer tödlicher Wirkung. Eine Arbeitsgruppe um Dr. Antonio Miralto von der Zoologischen Station "Anton Dohrn" in Neapel hatte erstmals über dieses Phänomen berichtet. Dann gelang es Dr. Georg Pohnert vom Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena nicht nur den Herstellungsmechanismus des Giftcocktails zu entschlüsseln, er fand auch weitere, bislang nicht bekannte Abwehrgifte in den zum Phytoplankton der Meere und Binnengewässer gehörenden Einzellern.
Pflanzliches Plankton bildet die Grundlage der Nahrungskette in den Ozeanen und stellt einen der wichtigsten natürlichen Speicher für Kohlenstoff dar. Insbesondere Kieselalgen speichern davon große Mengen. "Deshalb ist es wichtig, die Entwicklungsdynamik dieser primären Produzenten von Biomasse zu verstehen", erklärt Pohnert.
Neben den von der Kieselalge Thalassiosira rotula bereits bekannten toxischen Abwehrstoffen Decadienal und Decatrienal, komplexe Varianten des Konservierungsmittels Formaldehyd, fand Pohnert in sechs weiteren Kieselalgenarten bislang unbekannte giftige Aldehyde. Sie werden einzig und allein zur Abwehr von Fressfeinden aus dem Zooplankton gebildet. So können sich die Mini-Pflänzchen erfolgreich gegen die zehntausenden von Amphipodenkrebschenarten oder auch parasitäre Pilze wehren. Zusätzlich hemmen sie damit - post mortem - die Embryonalentwicklung und damit den Fortpflanzungserfolg bei Ruderfußkrebsen, nach einer Kieselalgenmahlzeit.
Verblüffend dabei ist, die Art und Weise, wie sich die auch Diatomeen genannten Einzeller verteidigen. Pohnert stellte fest, dass sie die giftigen Substanzen nicht ständig bereitgehalten. Bei einem Angriff reagiert der Algenverband aus lauter Einzellern wie ein Schwarm. Innerhalb von Sekunden synthetisieren alle Individuen des gesamten Verbands ihre chemische Keule. Ausgangsstoff sind harmlose langkettige Fettsäuren, aus denen mittels spezieller Enzyme innerhalb kürzester Zeit giftige Aldehyde entstehen. Damit sparen die Algen Energie und vermeiden gleichzeitig die Gefahr, sich auf Dauer in ihrem steinharten Silikatpanzer selbst zu vergiften. In friedlichen Zeiten dienen die Fettsäuren als Energie- und Nahrungsquelle.
"Eine Gemeinschaft pflanzlicher Einzeller hat hier eine erstaunliche kollektive Verteidigungsstrategie gegen hoch spezialisierte Vielzeller entwickelt", sagt Georg Pohnert. Wie die kleinen Lebewesen ihr verblüffendes Schwarmverhalten steuern und welche Stoffe dabei eine Rolle spielen könnten ist unbekannt. Den Angriffen ihrer zahllosen tierischen Vettern aus dem Zooplankton haben die Winzlinge jedenfalls wesentlich mehr entgegen zu setzen, als man bisher vermutet hatte.
© Ulrich Karlowski
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