Fragen

Wie setzen sich festsitzende Organismen im Meer (chemisch) durch und haben ausgeschiedene Substanzen einen Nutzen für den Menschen?

Biofilme
Waren Sie schon einmal im Meer schnorcheln? Dann ist Ihnen vielleicht aufgefallen, dass etwa Felsen oder Küstenbauwerke bisweilen von dünnen – oft schlüpfrigen - „Biofilmen“ überzogen sind. Solche Filme können zum Beispiel aus Mikroalgen und Bakterien bestehen. Waren Sie in südlicheren Gefilden unterwegs, vielleicht im Roten Meer oder vor Australien? Dann haben sie womöglich bemerkt, dass das bei einigen festsitzenden Organismen, Korallen oder Schwämmen etwa, üblicherweise nicht so ist. Aber auch die Großalgen in heimischen Gewässern, die Tange, sind zumeist frei von Bewuchs. Wie kriegen Tange, Korallenpolypen oder Schwämme es hin, nicht überwuchert zu werden?

Chemiekrieg im Meer
Die Antwort: Im Meer tobt eine Art chemischer Krieg. Viele Tange, wirbellose Tiere und andere Organismen – vor allem festsitzende Arten – produzieren chemische „Kampfstoffe“. Diese scheiden sie ins umgebende Wasser aus (der Wissenschaftler spricht von Sekundärmetaboliten; Metabolismus ist der Stoffwechsel. Und die produzierten Stoffe haben zunächst keine Funktion für die primäre Lebenserhaltung, daher Sekundär…). Diese Sekundärstoffe können einerseits Signalwirkung haben. Andererseits wirken sie oftmals auch wie regelrechte Chemiewaffen auf Bakterien, Algen oder Pilze. Denen schmecken diese Verbindungen gar nicht und sie beginnen zu verkümmern, stellen das Wachstum ein oder sterben sogar ab.

Hilfreiche Bakterien
Manchmal sind es aber auch Bakterien, die Korallen, Schwämmen oder anderen beim Überleben helfen. Dann produzieren sie – auf der Oberfläche oder sogar im Inneren ihrer „Wirte“ lebend - die Schutzstoffe. Dafür werden sie oft von den höheren Organismen mit nützlichen Ausscheidungen oder günstigen Lebensbedingungen „bewirtet“. Das kann man sich in etwa so vorstellen wie bei den Darmbakterien des Menschen: Ohne sie wären viele wichtige Nährstoffe aus der Nahrung für uns gar nicht verfügbar. Im Gegenzug finden unsere „Kommensalen“ in der nur scheinbar abgeschlossenen Welt in unserem Innern ideale Lebensbedingungen.

Nutzen für den Menschen
Wirken die Schutzstoffe auch auf Bakterien oder schnell wachsende Zellen höherer Organismen, lässt dies Pharmakologen aufmerken: Wenn diese Substanzen Bakterien oder Pilze töten können, taugen sie womöglich als neue Antibiotika. Oder – mehr noch – sie können das Wachstum von Krebszellen zum Stehen bringen oder diese sogar abtöten. Damit hätte man Vorstufen zu neuen Zytostatika bzw. Antikrebsmittel an der Hand. - Tatsächlich sind Forscher weltweit im Meer schon mehrfach fündig geworden. - Auch Anstriche für Schiffe auf biologischer Basis zum Schutz vor Unterwasserbewuchs gehören zu den denkbaren Anwendungen.

Am ICBM widmet sich die Arbeitsgruppe Umweltbiochemie unter Leitung von Prof. Peter Schupp mit chemisch-ökologischen und molekularbiologischen Methoden den Fragen rund um die chemische Ökologie im Meer.