Die ungewöhnlichen Vorlieben der Hefepilze

Der häufig für Infektionen der Schleimhäute verantwortliche Hefepilz Candida albicans ist unerwartet experimentierfreudig, wenn es um Sex geht: Er vermehrt sich nicht nur ungeschlechtlich und durch Verschmelzen von zwei Zellen unterschiedlichen Geschlechts, sondern unter bestimmten Umständen auch homosexuell, also durch die Vereinigung zweier Zellen des gleichen Geschlechts. Das haben US-Forscher jetzt gezeigt. Diese ungewöhnliche Fortpflanzungsstrategie scheint zwar in der Natur eher selten genutzt zu werden, befinden sich die Hefezellen jedoch in einer unwirtlichen Umgebung wie etwa während einer Infektion, könnte sie den Pilzen beim Überleben helfen.
Lange Zeit galt Candida albicans als sexuell nicht besonders aktiv ? ihr wurde als einzige Fortpflanzungsstrategie die ungeschlechtliche Variante zugeschrieben, bei der aus einer Zelle durch Sprossung neue Zellen entstehen. Dann wurde jedoch entdeckt, dass bei C. albicans Sex durchaus nicht unbekannt war: Unter Stress verschmelzen die Zellen mit anderen ? vorausgesetzt, der Partner hat einen anderen Kreuzungstyp, ein Merkmal, das als eine Art Geschlecht betrachtet werden kann und von dem zwei Varianten existieren, der alpha-Typ und der a-Typ. In solchen Fällen bildet sich aus den beiden mit zwei Chromosomensätzen ausgestatteten Partnerzellen durch die Vereinigung kurzfristig eine Tochterzelle mit dem vierfachen Chromosomensatz, die sich dann jedoch wieder in Zellen mit je zwei Chromosomen teilt. Auf diese Weise gibt es im Gegensatz zur ungeschlechtlichen Vermehrung die Möglichkeit, neue genetische Kombinationen auszuprobieren.

Doch eine Paarung zwischen alpha- und a-Zellen ist offenbar nicht die einzige Möglichkeit, sich geschlechtlich fortzupflanzen, haben Kevin Alby und seine Kollegen jetzt entdeckt: Bei Anwesenheit eines bestimmten Signalstoffs können sich auch zwei a- oder zwei alpha-Zellen miteinander vereinigen. Dabei entsteht ebenfalls eine Tochterzelle mit vierfachem Chromosomensatz, die sich anschließend teilt ? allerdings ist die genetische Vielfalt dieser Tochterzellen naturgemäß deutlich eingeschränkter als bei der zweigeschlechtlichen Vermehrung.

Trotzdem kann diese Strategie unter bestimmten Umständen vorteilhaft für das Überleben sein, schreiben die Forscher ? etwa bei der Infektion eines Organismus, bei der häufig ungewöhnlich harsche Bedingungen herrschen. Da auch andere nicht verwandte, aber potenziell krankmachende Pilze ungewöhnliche Fortpflanzungsarten nutzen, handelt es sich dabei möglicherweise um eine generelle Möglichkeit, sich flexibel auf wechselnde Umweltbedingungen einzustellen. Allerdings gibt es auch unter harmlosen Pilzen beeindruckende Sex-Varianten: Die Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae praktiziert zum Beispiel eine ausgekügelte Art der Selbstbefruchtung, bei der sich eine Hefezelle in zwei gleiche Tochterzellen teilt, von der eine dann ihren Kreuzungstyp ändert ? und schon können die beiden zweigeschlechtlichem Sex frönen.
Kevin Alby (Brown-Universität, Providence) et al.: Nature, Bd. 460. S. 890

ddp/wissenschaft.de ? Ilka Lehnen-Beyel


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