Unerwartete Entdeckung in Fischen könnte unser Wissen über den Ozean revolutionieren

Die Ergebnisse stellen die lang gehegte Annahme in Frage, dass Fische allein für diesen Prozess verantwortlich sind. Fische, Mikroben und Ozeanchemie Knochenfische, auch Teleosten genannt, trinken ständig Meerwasser, um eine angemessene Hydratation aufrechtzuerhalten. Im Rahmen dieses Prozesses entfernen ihre Därme überschüssige Calcium- und Carbonat-Ionen.

Diese Verbindungen werden anschließend als feste Calciumcarbonat-Pellets, sogenannte Ichthyokarbonate, ausgeschieden. Bislang ging man davon aus, dass die Produktion ßlich durch die Physiologie der Fische angetrieben wird.

Die neue Forschung deutet auf einen möglichen mikrobiellen Beitrag hin. „Diese Arbeit legt nahe, dass das Darmmikrobiom eine breitere Rolle sowohl in der Fischbiologie als auch in den globalen marinen Nährstoffkreisläufen spielt", sagte einer der leitenden Autoren der Studie, Martin Grosell, Maytag-Professor für Ichthyologie und Vorsitzender der Abteilung für Meeresbiologie und Ökologie. „Was zuvor als ein ausschließlich vom Fisch getriebener Prozess betrachtet wurde, spiegelt möglicherweise eine enge Symbiose zwischen dem Fisch und seiner Darmmikrobiengemeinschaft wider." Untersuchung ätsbedingungen Um diesen Prozess zu untersuchen, untersuchten die Forscher den Golf-Kaulquappenfisch (Gulf toadfish) unter unterschiedlichen Salinitätsbedingungen.

Was die Studie zeigt

Die Fische wurden in Brackwasser (9 ppt), Meerwasser (35 ppt) und hypersalines Wasser (60 ppt) ausgesetzt. Vorherige Studien haben gezeigt, dass die Produktion, wenn sich Fische durch normale Osmoregulation an saltere Umgebungen anpassen.

Das Team beobachtete, dass Fische, die in niedrigen Salinitätsbedingungen gehalten wurden, kein Ichthyokarbonat bildeten. Die Produktion erfolgte in Seewasser und nahm unter hypersalinen Bedingungen noch weiter zu.

Die Forscher entnahmen Proben aus mehreren Standorten, darunter verschiedene Abschnitte des Darms, die Ichthyokarbonate selbst sowie das umgebende Wasser. DNA und RNA wurden extrahiert, um sowohl mikrobielle Gemeinschaften als auch Muster der Genaktivität bei den Fischen und den damit verbundenen Mikroben zu untersuchen.

Zur Identifizierung der vorhandenen Mikroben wurde

Zur Identifizierung der vorhandenen Mikroben wurde genetische Sequenzierung eingesetzt, während Analysen der Genexpression dazu beitrugen, ihre potenziellen Funktionen aufzudecken.

Hinweise auf eine Partnerschaft zwischen Fisch und Mikroben Die Forscher stellten große Mengen an Vibrios fest, insbesondere Photobacterium damselae subsp. damselae, sowohl im Darm der Fische als auch in den Ichthyokarbonaten.

Genetische Analysen zeigten, dass diese Bakterien Merkmale aufweisen, die mit Prozessen im Zusammenhang mit der Bildung Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Mikroben möglicherweise aktiv an der Mineralbildung zusammen mit den Fischen beteiligt sind und nicht lediglich im Darmmilieu vorkommen. „Der Großteil des Lebens auf der Erde ist mikrobiell; er treibt Nährstoffkreisläufe und Ökosystemfunktionen an und offenbart durch Symbiosen neue Dimensionen der biologischen Vielfalt", so Grosell. „Der Ozean ist besonders reich an solchen Partnerschaften, und die Symbiose zwischen Kaulbarschen und Vibrio-Bakterien, die möglicherweise mit der Kalziumkarbonatbildung in Verbindung steht, stellt ein auffälliges neues Beispiel dar." Auswirkungen auf die Gesundheit der Ozeane und die Kohlenstoffspeicherung Die Entdeckung bietet einen neuen Blickwinkel darauf, wie marine Ökosysteme die Ozeanchemie und den marinen Kohlenstoffkreislauf beeinflussen.

Technischer Hintergrund

Falls zukünftige Forschung diese Ergebnisse bestätigt, deuten sie darauf hin, dass mikroskopische Organismen, die innerhalb, zu Prozessen beitragen können, die die Kohlenstoffspeicherung und die allgemeine Gesundheit der Ozeane in einem viel größeren Maßstab beeinflussen als bisher anerkannt.

Quelle: „Symbiotische Bakterien könnten die Kalziumkarbonat-Ausfällung im Kaulbarsch unterstützen", Tristan Kravitz, Rocío Mozo, Lydia J. Baker, Rachael M. Heuer, Martin Grosell und Javier del Campo, 18. Mai 2026, PLOS Biology.

DOI: 10.1371/journal.pbio.3003764 Die Forschung wurde durch Start-up-Mittel der University of Miami sowie durch das Projekt PID2023-152522NB-I00 finanziert, das vom spanischen Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades gefördert wird.