Flagellaten aus dem Termitendarm

Holger Adelmann · Juni 05, 2010, 11:07:10 VORMITTAG

Liebe Kollegen,

nach den Regenwurm-Gregarinen gibt's heute von mir mal etwas exotischeres: Die unglaubliche Flagellaten-Fauna im Darm der Termiten.
Besonders die 'niederen' Termitenarten sind phylogenetisch sehr alte Insekten. Die niederen Termiten können die Zellulose des Hauptnahrungsmittels Holz nicht selber aufschliessen und bedienen sich hierzu der Hilfe symbiontischer Flagellaten, die die Pflanzenstoffe verdauen können und sich besonders in einer Auftreibung des Termitendarmes, der sogenannten Gärkammer befinden. Die einzigartige Fauna wird unter den Termiten durch Mund/Kotkontakt weitergegeben.

Die Termitenflagellaten sind in der Regel obligat anaerob, d.h. sie benötigen nicht nur keinen Sauerstoff für ihren Stoffwechsel, sondern sterben sogar rasch nach Sauerstoffzutritt, da ihnen schützende, antioxidierende Stoffwechselmechanismen fehlen, Daher tragen die Flagellatenzellen auch nicht, wie bei aeroben Organismen üblich, Mitochondrien zur energieerzeugung sondern sog. Hydrogenosomen. Die bei der Verstoffwechlung in den Flagellaten freiwerdenden organischen Substanzen wie z.B. Acetate, werden von den Termiten dann als Energiequelle genutzt. Ohne die symbiontischen Flagellaten würde die Termite trotz Aufnahme von Holz verhungern.

Die Sauerstoffempfindlichkeit der Flagellaten erfordert rasches Arbeiten beim Eröffnen und Ausstreichen des Gärkammerinhaltes - idealerweise unter einem Strom aus Stickstoff oder Edelgasen, ersatzweise CO2 aus der Sprudelpatrone versuchen. Das Deckglas sollte auch unter der Schutzatmosphäre versiegelt werden, z.B. mit Mineralöl (Paraffinöl ist ein sehr guter Sauerstoffträger und scheidet aus). Ohne diese Vorsichtsmassnahmen stellen die Flagellaten ca 15 min nach der Präparation der Gärkammer ihre Bewegungen ein und sterben ab.

Literatur:
Grave E (1961): Die Geißeltierchen im Darm der Termiten Mikrokosmos 50 97
Linskens H F (2000): Anfärbung symbiontischer Flagellaten in Termiten (Kurzmitt.) Mikrokosmos 89
Hausmann K, Radek R (2009): Einzeller im Zusammenleben mit Vielzellern. Teil 2: Symbiontische Termitenflagellaten. Mikrokosmos 98 213
letztere Autoren s. auch: http://www.iwf.de/iwf/res/mkat/others/bp/02000017900110000000.pdf

Jetzt aber viel Spass beim Anschauen der bizarren Welt im Termitendarm.

Herzliche Grüsse & ein sonniges Wochenende
Holger

Leitz Orthoplan, DIC nach Smith, Plan Fluotare 40:1 und 100:1; die stark lichtbrechenden Teile in den Flagellaten sind phagozytierte Holzteilchen.

steffenclauss · Juni 05, 2010, 15:36:48 NACHMITTAGS

Hallo Holger,

super Beitrag!!!
Die Termitenflagellaten sind höchst interessant. Es gibt sechs verschiedene Arten im Darm von Mastotermes darviniensis. Das dritte Bild zeigt wahrscheinlich Mixotricha paradoxa. Leider fehlen Größenangeben zu den klasse Fotos. Obwohl die Viecher aussehen wie Ciliaten, handelt es sich statt der Cilien um anhaftenden Bakterien (Spirochäten).

Würde ich auch gerne mal live unterm Mikro betrachten!

viele Grüße
Steffen Clauss

...ich freuhe mich dann schon mal auf die Pansenciliaten

Holger Adelmann · Juni 05, 2010, 16:37:24 NACHMITTAGS

Hallo Steffen,

Du hast recht, bei der Termite handelt es sich in der Tat um Mastotermes darwiniensis, der grosse Flagellat in Bild 4 (den meintest Du bestimmt) ist in der Tat Mixotricha paradoxa, welcher ganze 0,5 mm lang ist ! Die Aufnahme der Holzpartikel erfolgt übrigens am 'nackten' Hinterende von Mixotricha, einen regelrechten Zellmund gibt es hier nicht.
Die andere Art, die ich bestimmen konnte ist vermutlich Deltotrichonympha nana und misst 300 µm in der Länge (Bild 5).

Ein schöner Artkel über diese Symbiose, welche man sogar bei im Bernstein eingeschlossenen (!!) Termiten gefunden hat ist hier:
http://www.pnas.org/content/99/3/1410.full.pdf

Herzliche Grüsse
Holger

Michael Plewka · Juni 05, 2010, 17:41:36 NACHMITTAGS

hallo zusammen,
@ Holger:

abgesehen davon, dass mir Dein Beitrag mal wieder sehr gut gefällt, hier eine kleine Korrektur: M. paradoxa ist ca. 500µ groß, d.h. also ca. 1000 mal so groß wie von Dir angegeben..
ein schönes WE noch beste Grüße Michael

Holger Adelmann · Juni 05, 2010, 18:05:53 NACHMITTAGS

Ooops - ich meinte natürlich 0.5 mm, wird sofort geändert

Holger Adelmann · Juni 05, 2010, 18:39:03 NACHMITTAGS

Und hier ist noch einer - möglicherweise entsprechend dem ersten Bild meines u.a. Posts, nur etwas abgeflacht!

Diesmal auch mit Massangabe.
Da diese Organismen - gemäss Literatur die mir bekannt ist - keinen Zellmund haben, kann es sich bei dem hier sichtbaren Gebilde möglicherweise um eine Art Haftorgan handeln.
Ich habe gelesen, dass diese Flagellaten sich manchmal auch in der Wand der Gärkammer festsetzen ...
In meinem ursprünglichen Post Bild 1 könnte dieses Haftorgan von der Seite zu sehen sein.... ?

Herzliche Grüsse
Holger

Fahrenheit · Juni 05, 2010, 22:48:03 NACHMITTAGS

Lieber Holger,

vielen Dank für die tolle Dokumentation und die sehr schönen Bilder!
Besonders den "Pelz" aus Bakterien finde ich sehr interessant.

Herzliche Grüße
Jörg

Holger Adelmann · Juni 07, 2010, 09:35:32 VORMITTAG

Hallo Steffen, Michael und Jörg,

danke für's Feedback !

Ich hänge noch zwei Bilder an, das erste zeigt Mastotermes darviniensis (Bild aus Wikipedia), der in Australien beheimatet ist, aber bei uns von vielen Instituten gehalten wird, ebenso von Firmen, welche Holzschutzlasuren etc herstellen (Desowag, Bayer Krefeld), von dort bekommt man in der Regel einige Tiere kostenlos bzw gegen Porto - am besten im Sommer, denn sie sterben rasch in der Kälte wenn man sie versendet.

Das zweite Bild zeigt den herauspräparierten Darm der Termite mit Gärkammer (GK) und Malpighi-Gefässen (Ausscheidungsorgane).

Herzliche Grüsse
Holger