Rhopalodia gibba – Kieselalge mit Sphaeroidkörpern

[Bernd]

Liebe Kieselalgen-Experten,

R. gibba enthält neben den herkömmlichen eukaryontischen Organellen in der Regel 4 sog. Späroidkörper, die zentral in der Zelle angeordent sind. Sie sind von ovaler Form, ihre Größe schwankt von 4 - 6 μm x 3 - 7 μm. Mittels elektronenmikroskopischer Untersuchungen konnte gezeigt werden, daß die Sphäroidkörper interne Membranstrukturen aufweisen, welche den Thylakoiden der Cyanobakterien ähneln. Weitere Untersuchungen zeigten, daß es sich bei den Späroidkörpern um intrazelluläre Cyanobakterien handelt könnte, denen die typische photosynthetische Pigmentierung fehlen.

R. gibba -Zellen können molekularen Stickstoff fixieren, ein Prozess, welcher auf prokaryote Zellen beschränkt ist. Diese katalytische Leistung wurde den Sphaeroidkörpern zugeordnet.

Durch die Identifizierung eines Sphaeroidkörper-Genoms und dessen molekularbiologische Analyse konnte die organismische Herkunft der Einschlusskörper und deren endosymbiontische Natur bestätigt werden. Durch phylogenetische Untersuchungen von Sphaeroidkörper-spezifischen Genen wurde das einzellige, diazotrophe Cyanobakterium Cyanothece sp. ATCC 51142 als nächster freilebender Verwandter der Sphaeroidkörper bestimmt. Außerdem wurde gezeigt, daß die cyanobakteriellen Endosymbionten von R. gibba zwar alle Strukturgene der Nitrogenase sowie andere Gene für Faktoren der molekularen Stickstofffixierung kodieren, aber gleichzeitig eine ganze Reihe anderer Gene verloren haben. Somit handelt es sich wahrscheinlich um ein frühes Stadium einer obligat-symbiontischen Interaktion (Kneip (2004) Sphaeroidkörper der Diatomee Rhopalodia gibba - Obligate Endosymbionten zur Stickstofffixierung; über Google-Suche zugängliche Dissertation).

Leider habe ich im Netz keine lichtmikroskopischen Bilder von Rhopalodia gibba und ihren Sphaeroidkörpern gefunden.Bei dem Versuch, einige meiner Kieselalgen-Bilder zu bestimmen, habe ich aber eine Alge gefunden, von der ich glaube, daß es sich um R. gibba handelt. Kann jemand bestätigen, daß es sich bei der hier gezeigten, ca. 100 µm langen Kieselalge um R. gibba handelt und daß die von mir mit SK beschrifteten, ca. 8 x 6 µm großen ovalen Körperchen tatsächlich die Sphaeroidkörper sind?





Viele Grüße
Bernd

[Martin Kreutz]

Hallo Bernd,

ein überaus interessanter Beitrag. Es war mir bis dato völlig unbekannt, dass Kieselalgen solche "Endosymbionten" haben. Ich kenne die Körper, habe sie aber einfach immer für Ölkugeln als Auftriebs- und Reservekörper gehalten (die Spezialisten hier werden mich jetzt wahrscheinlich prügeln). Ja, das ist meiner Ansicht nach Rhopalodia gibba. Ich addiere noch eine weitere Ansicht dieser Kieselalge und verfolge, was da noch kommt!

Martin

[Wolfgang Bettighofer]

Hallo Martin,

Ölkügelchen (Sphaerosomen) kommen schon gerne bei Diatomeen vor, aber durch ihre lichtbrechende Wirkung funkeln sie im DIK immer gewaltig, siehe bei Nitzschia (http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=507.0). Wenn nicht bewegliche kugelige Teile in Zellen nicht funkeln, dann ist das kein Öl.

Tschüß, Wolfgang

[susann]

Hallo Bernd,

das ist ganz bestimmt Rhopalodia gibba mit ihren Sphäroidkörpern. Da ich mich im Rahmen meiner Doktorarbeit mit der Alge oder besser mit der Symbiose beschäftige, würde mich interessieren, wo du die Rhopalodia gefunden hast oder ob du vielleicht sogar noch das Isolat hast?

Viele Grüße

Susann

[Rene]

That is amazing!

So bluegreens create special cells in where the N-fixation takes place, protected from oxygen. How does this symbiont create such oxygen-free environment?

Thanks, René

[Bernd]

Hallo Susann,

vielen Dank für die Bestätigung der Artbestimmung und der Identifizierung der Sphäroidkörper! Die Alge stammte aus einer Wasserprobe, die ich im April 2009 aus einem Teich im Botanischen Garten in Darmstadt entnommen und mikroskopiert hatte. Die Probe und damit auch die Algen gibt es schon lange nicht mehr. Viel Erfolg bei deiner Doktorarbeit!

Bernd