Vor zwei Milliarden Jahren vereinigten sich einfache Mikroben zu "höheren Zellen" (Eukaryoten), aus denen sämtliche Tiere, Pflanzen und Pilze bestehen. Hauptakteure waren damals wohl "Asgard Archaeen", die viele Merkmale höherer Zellen besitzen: Unter anderem ein Zellskelett aus verzwirbelten, doppelsträngigen Fasern, berichten Wiener Forscher im Fachjournal "Nature". Sie konnten diese urtümlichen Mikroben im Labor züchten und im Mikroskop inspizieren.

Ein Team um Christa Schleper vom Department für Funktionelle und Evolutionäre Ökologie der Universität Wien nahm an der Küste von Piran (Slowenien) Proben von Meeressedimenten und kultivierte darin befindlichen Asgard Archaeen (Lokiarchaeum ossiferum) im Labor. "Es hat sechs lange Jahre gedauert, eine stabile und hoch angereicherte Kultur zu erhalten", so die Mikrobiologin in einer Aussendung.

Diese empfindlichen Organismen würden sich nur alle ein bis zwei Wochen teilen und somit vermehren. Beim üblichen Labor-Modellorganismus Escherichia coli geht dies in zwanzig Minuten vonstatten. Schließlich hatten die Wiener Forscher Lokiarchaeum ossiferum-Kulturen von 50 Millionen Zellen pro Kubikzentimeter und konnten schockgefrorene Mikroben im Elektronenmikroskop beäugen.

Asgard Archaeen bewohnen auch Ufersediment der Donau

Die Zellen zeigen eine runde Form und haben teils sehr lange, Tentakel-ähnliche Fortsätze, so die Forscher: "Diese Gebilde scheinen manchmal sogar unterschiedliche Zellkörper miteinander zu verbinden." Außerdem enthalten sie "ein ausgedehntes Netzwerk aus Aktin-Filamenten (Anm.: Fasern des Zellskeletts), wie man es so bisher nur von eukaryotischen Zellen kannte", schrieben sie: "Das weist darauf hin, dass solche Zellskelett-Strukturen schon in Archaeen entstanden sind."

Die Erfahrung bei der Kultivierung von Lokiarchaeum ossiferum wolle man nun bei anderen Asgard Archaeen einsetzen. "Sie sind auch Bewohner Wiens, zum Beispiel im Ufersediment der Donau", erklären die Forscher. Damit wolle man mehr über das mögliche Bindeglied erfahren zwischen einfachen zellkernlosen und unstrukturierten "Prokaryotenzellen" und den kompliziert aufgebauten "Eukaryotenzellen" mit eigenem Zellkern, ausgeprägtem Zellskelett, Zellkraftwerken (Mitochondrien) und teils Chloroplasten (Photosynthese-Organellen der Pflanzen).

Service: http://dx.doi.org/10.1038/s41586-022-05550-y