Darmbakterium hilft Termiten beim Holzabbau

Mainzer Wissenschaftler entdecken neue Spirochäten-Art

Wissenschaftler der Johannes Gutenberg-Universität haben ein neues Bakterium entdeckt, das im Darm von Termiten lebt und dort verschiedene Zuckerarten abbaut. Das Besondere an diesem Bakterium ist, dass es kugelförmig und unbeweglich ist, obwohl es zur Gruppe der Spirochäten gehört, die normalerweise ein korkenzieherähnliches Aussehen haben und sich aktiv bewegen. Das neue Bakterium erhielt den Namen Spirochaeta coccoides. "Mit seinem ungewöhnlichen Stoffwechsel hilft Spirochaeta coccoides den Termiten beim Holzabbau im Darm", sagt Dr. Jürgen Fröhlich vom Institut für Mikrobiologie und Weinforschung der Johannes Gutenberg-Universität. Die Entdeckung wurde in dem renommierten Wissenschaftsjournal "Applied and Environmental Microbiology" veröffentlicht.

"Der Schein ist gegen mich, doch darf ich hoffen, nicht nach dem Scheine gerichtet zu werden", so wusste schon Friedrich von Schiller in "Maria Stuart" zu berichten. Ähnliches trifft auch auf die neu entdeckte Spirochäten-Art zu. Darmspirochäten, ohne Sauerstoff lebende Bakterien, traten bisher durch ein korkenzieherähnliches Aussehen in Erscheinung. Dr. Stefan Dröge und Dr. Jürgen Fröhlich (Gruppenleiter) von der Arbeitsgruppe Intestinale Mikrobiologie und Symbiose des Instituts für Mikrobiologie und Weinforschung gelang die Isolierung, Kultivierung und Charakterisierung des ersten kugelförmigen und unbeweglichen Spirochäten. Pathogene Verwandte der Spirochäten sind für Krankheiten wie Syphilis und Lyme-Borreliose bekannt – dennoch gibt es auch solche Arten, die in nützlicher Weise in einer Symbiose leben. So gedeiht der Symbiont Spirochaeta coccoides im Darm der amerikanischen Termite Neotermes castaneus und unterstützt durch seinen ungewöhnlichen Stoffwechsel seinen Wirt bei der schwierigen Aufgabe des Holzabbaus. Besonders ungewöhnlich für ein Bakterium ist dabei der Umstand, dass Spirochaeta coccoides keine Glukose, also keinen Traubenzucker verwerten kann. Das Bakterium baut neben anderen Einfachzuckern vor allem Mehr- und Zweifachzucker, so genannte Oligo- und Disaccharide, ab. Die gebildete Essigsäure wird im Anschluss von der Termite aufgenommen und verwertet.

Mit dieser Forschungsleistung ist zum ersten Mal der Nachweis gelungen, dass Darmspirochäten direkt am mehrstufigen Holzabbau beteiligt sind. Bisher war von anderen Darmspirochäten bekannt, dass sie die Remineralisierung des molekularen Stickstoffs der Luft oder die Bildung von Essigsäure aus Kohlendioxid und Wasserstoff betreiben können. Die Arbeit wurde in dem renommierten Wissenschaftsjournal "Applied and Environmental Microbiology" veröffentlicht (Stefan Dröge, Jürgen Fröhlich, Renate Radek und Helmut König, Spirochaeta coccoides sp. nov., a novel coccoid spirochete from the hindgut of the termite Neotermes castaneus, Applied and Environmental Microbiology 2006,72: 392-397).