Dokument: Grenzen des Überlebens: Flechten als Modellsystem für das Potential von Adaptationsmechanismen eines Symbioseorganismus unter Extrembedingungen

Titel:	Grenzen des Überlebens: Flechten als Modellsystem für das Potential von Adaptationsmechanismen eines Symbioseorganismus unter Extrembedingungen
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=3280
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20060105-001280-9
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	de Vera, Jean-Pierre Paul [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 9,89 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.02.2007 / geändert 09.02.2007
Beitragende:	Prof. Dr. Ott, Sieglinde [Gutachter] Prof. Dr. Schurr, Ulrich [Gutachter] Prof. Dr. Grube, Martin [Gutachter]
Stichwörter:	Symbiose, Flechten, Mycobiont, Photobiont, Extrembedingungen, UV-Strahlung, Vakuum, Astrobiologie, Asteroideneinschläge, WeltraumsimulationSymbiosis, lichen, mycobiont, photobiont, extreme conditions, UV-radiation, vacuum, astrobiology, space simulation
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibung:	Ein 3-Komponenten-System der Flechten (Flechtenthallus, Photobiont und Mycobiont) wurde auf seine Resistenzfähigkeit und somit Aufrechterhaltung der Vitalität nach UV-Bestrahlung und Vakuumdruck sowie Hochdruck, wie er bei Asteroideneinschläge vorherrschen kann, durch drei verschiedene Analysemethoden untersucht. Vitalitätstests mit Hilfe der Fluoreszenzanalyse durch das CLSM und der Verwendung von LIVE/DEAD-kits ermöglichten die Analyse der Vitalität der Flechte und der isolierten Bionten nach Exposition zu den simulierten Weltraumparametern. Kulturexperimente dienten zur Beobachtung der Wachstumsfähigkeit der Bionten nach Exposition zu den extremen simulierten Umweltbedingungen. Die Photoproduktanalyse der DNA der Flechtenthalli und Apothecien sowie der einzelnen Bionten konnte die Mutagenität der Parameter herausstellen. Die in dieser Arbeit untersuchten Flechten von Fulgensia bracteata und Xanthoria elegans sind äußerst widerstandsfähig und die tatsächlichen Grenzen des Überlebens konnten unter den hier getesteten Parametern nur bei den isolierten Photobionten und bedingt beim Mycobionten von F. bracteata festgestellt werden. Die Symbiose ermöglicht ein Optimum an Resistenz, was die einzelnen Bionten für sich genommen nicht erreichen können. Erst in der Symbiose wirken die verschiedenen Resistenzmechanismen, wie die spezielle morphologisch-anatomische Struktur des Thallus, die Präsens UV-absorbierender Sekundärmetabolite und die Gallertmatrix additiv und erlauben auch den sensitiven Photobionten gegenüber den harschen Weltraumparametern eine höhere Überlebensrate. Die Resistenz des Mycobionten kann eventuell auch auf einen Reparaturmechanismus der DNA zurückzuführen sein. Das Fehlen von DNA-Photoprodukten, wie es in X. elegans nachgewiesen werden konnte, könnte ein Indiz dafür sein. Auch die offensichtliche UV-induzierte Synthese eines Pigments beim Mycobionten von X. elegans bewirkt wahrscheinlich im Vergleich zum Mycobionten von F. bracteata sogar eine größere Resistenz gegenüber möglichen UV-Schäden. Strukturunterschiede im Mycel der Mycobionten können auch für den unterschiedlichen Konservierungsgrad der Wachstumsfähigkeit der Hyphen nach Simulation der Weltraumparameter verantwortlich sein. Ein lockerer Hyphenrasen auf den Kultursubstraten, wie bei F. bracteata bietet mehr Angriffsfläche für die extremen Parameter als ein dichtes Aggregat, wie bei Mycelien von X. elegans feststellbar. Strukturen wie Clusterbildung bei den Photobionten und Ascosporen optimieren ebenfalls die Resistenz gegenüber Bestrahlung und Vakuum. Die Beschaffenheit der Substrate bei den Kulturexperimenten spielt außerdem für ein ungestörtes Wachstum der Bionten eine wichtige Rolle. Das Wachstum der Mycobionten ist in mineralreichen Medien optimal. Ein Mars-Analogon-Medium beeinträchtigt das Wachstum nicht, sondern kann als Erdersatz fungieren. Beide Bionten überleben in der Symbiose sogar sehr hohe Stoßwellendrücke von 30 GPa wobei der Mycobiont in Form von Ascosporen sogar Drücke von 50 GPa übersteht. Die Flechtensymbiose besitzt folglich als eukaryotisches System unter den getesteten Bedingungen ein mindestens ebenso starkes Resistenzpotential wie die bisher unter den selben Bedingungen untersuchten Prokaryoten und wäre für eine erfolgreiche Panspermie oder Neubesiedlung unseres Planeten nach einem Asteroideneinschlag bedingt tauglich, erfordert aber eine große Anzahl an Langzeitversuchen sowie die Berücksichtigung anderer Parameter, um die Frage abschließend vollständig beantworten zu können.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie
Dokument erstellt am:	05.01.2006
Dateien geändert am:	12.02.2007
Promotionsantrag am:	05.12.2005
Datum der Promotion:	05.12.2005