Im späten 19. Jahrhundert, als Wissenschaftler zum ersten Mal das einzellige Lebewesen entdeckten Nephromyces, dachten sie, es sei ein parasitärer Pilz. Sie lagen falsch. Stattdessen ist es … naja … wie soll man es überhaupt beschreiben? Es ist ein reformierter Parasit. Es ist eine Kreatur der Extreme, die in einer Welt der Säuren überlebt und sich ausgerechnet von Nierensteinen ernährt. Und vielleicht am seltsamsten ist, dass es sich um einen Organismus handelt, der als Individuum nicht überleben kann. Eine einzelne Ameise wird ohne ihre Kolonie schlecht abschneiden; ein einzelnes Nephromyces würde gar nicht so weit kommen.
Nephromyces können überall an der Ostküste der USA gefunden werden und leben in den Körpern von durchsichtigen, schwabbeligen Tieren, die Seescheiden genannt werden. Einige Seescheiden sehen aus wie schöne Glasvasen; diejenigen, die das Haus Nephromycesbekannt als Seetrauben, sehen eher wie Zysten aus, denen Hasenohren gewachsen sind.
In jeder Seetraube befindet sich ein großes Organ, das als Nierensack bezeichnet wird, so benannt, weil Wissenschaftler ursprünglich dachten, es sei eine Niere. Aber wie sagte einmal die Biologin Mary Beth Saffo The New York Times, „Wenn es eine Niere war, dann war es eine ziemlich seltsame.“ Zunächst einmal hat es keine Öffnung. Es reichert die Chemikalien an, die Sie in einer Niere erwarten würden – Harn- und Oxalsäure, die im Wesentlichen zu Nierensteinen kristallisiert sind – aber anstatt diese auszuscheiden, wie es eine normale Niere tun würde, speichert es sie für das gesamte Leben der Seetraube. Dadurch ist der Sack extrem sauer. Trotzdem ist es wimmelt mit Leben. In eine schneiden und „Zellen strömen einfach heraus“, sagte Saffo zu mir.
Wissenschaftler bemerkten diese Zellen erstmals in den 1870er Jahren. Es gab sie in verschiedenen Formen – Kleckse und Fäden, Fässer und Körbe. Die Forscher folgerten, dass dies alles verschiedene Lebensstadien desselben Organismus waren, der benannt wurde Nephromyces nach dem Griechischen für „Nierenpilz“. Aber wie Saffo 2010 zeigte, nachdem es seine DNA sequenziert hatte, Nephromyces ist überhaupt kein Pilz. Es ist Teil einer Gruppe schändlicher einzelliger Organismen, die als „Apikomplexe“ bezeichnet werden und deren Mitglieder Krankheiten wie Malaria und Toxoplasmose verursachen. Es gibt ungefähr 6.000 Arten von Apikomplexen, und sie sind fast alle Parasiten.
Fast alle. Wenn Nephromyces ist ein Parasit, es ist ein ziemlich seltsamer. Es scheint seinem Seetrauben-Wirt in keiner Weise zu schaden. Und obwohl Seetrauben nicht mit geboren werden Nephromycessie stets erwerben diese Zellen aus dem umgebenden Meerwasser. Jede erwachsene Seetraube, die jemals untersucht wurde, beherbergt Horden von Nephromyces in seinem Nierensack – eine 100-prozentige Infektionsrate, die tatsächliche Parasiten fast nie erreichen, weil ihre Wirte dazu neigen, sich zu wehren. Die Seetraube nicht, was darauf hindeutet NephromycesDie Anwesenheit von ist gutartig, wenn nicht sogar vorteilhaft. Es sitzt einfach da im Nierensack, kümmert sich um seine eigenen Angelegenheiten und frisst Nierensteine. Es ist ein schwarzes Schaf in einer Familie von Vampiren – eine Kreatur, die den Hang zur Ausbeutung ihrer Verwandten aufgegeben hat. Solche Übergänge sind unglaublich selten. Parasiten werden in der Regel so abhängig von ihren Wirten, dass sie Gene, Eigenschaften und Körperteile verlieren, die sie für ein frei lebendes Leben benötigen. Aus diesem Grund nehmen viele Organismen den Parasitismus auf, aber nur wenige geben ihn jemals wieder auf. Wie hast Nephromyces verwalten?
Eine Möglichkeit: Es hat Hilfe. 1990 zeigte Saffo das Nephromyces ist chronisch mit Bakterien infiziert – Mikroben, die darin leben, genau wie es in der Meerestraube lebt. Viele Lebewesen beherbergen interne Bakterien, die sie mit Nährstoffen versorgen könnten, die in ihrer Ernährung fehlen, oder ihnen helfen könnten, Nahrung zu verdauen, die sie sonst nicht könnten. Vielleicht sind dann die Bakterien drin Nephromyces ähnliche Dienstleistungen erbringen. Helfen sie ihm, die Nierensteine um ihn herum zu verdauen? Versorgen sie es mit Nährstoffen, die seine parasitären Vorfahren nicht mehr herstellen können?
Wie andere vor ihm ging auch Chris Lane von der University of Rhode Island davon aus, dass Meerestrauben nur eine Art enthalten Nephromyces, das nur eine Bakterienart enthält, vielleicht eine ziemlich seltsame. Aber als er genauer hinsah, stellte er fest, dass sie ziemlich seltsam waren Einsen. Durch die Sequenzierung der DNA in den Nierensäcken fanden seine Studenten Hinweise auf eine viel größere Gemeinschaft – viele Arten von Bakterien und Dutzende davon Nephromyces Spezies.
Das Team zeigte, dass die Bakterien in der Gemeinschaft zu drei Hauptgruppen gehören, die Lane als „Aromen“ bezeichnet. Jede Art von Nephromyces enthält genau einen dieser Geschmacksrichtungen (vielleicht, weil für mehr einfach kein Platz ist). Die Bakterien sind entscheidend; Sie helfen Nephromyces produzieren essentielle Vitamine und Aminosäuren, die es sonst nicht bekommen könnte. Aber hier ist der Haken: Kein einzelner Bakteriengeschmack kann liefern alle der Nährstoffe, die Nephromyces erfordert. Es braucht alle drei Geschmacksrichtungen zusammen – aber keine Spezies kann jemals mehr als eine haben. Aus diesem Grund nein Nephromyces Art kann alleine gedeihen. Sie muss existieren als Gemeinschaft – ein Schwarm aus mehreren Arten, der überlebt, indem er die Nährstoffe austauscht, die seine jeweiligen Bakterien liefern. Lane beschreibt es als „Hippie-Kommune“. In freier Wildbahn, so zeigte er, neigen Seetrauben dazu, irgendwo zwischen drei und acht zu beherbergen Nephromyces Spezies.
Ist es das, was ein Parasit braucht, um den Parasitismus aufzugeben? Weil es, um ehrlich zu sein, „ein bisschen chaotisch ist“, sagte Lane zu mir. Denken Sie daran, dass jede Seetraube zunimmt Nephromyces aus dem umgebenden Meerwasser. Und Nephromyces funktioniert nur dann gut, wenn verschiedene Arten mit den richtigen bakteriellen Aromen es irgendwie schaffen, eine einzige Seetraube zu infizieren. “Das ist nur eine dumme Situation”, sagte Lane. “Es scheint, als sollte es nicht existieren, aber hier sind wir.”
„Wenn du so etwas zum ersten Mal siehst, sagst du dir: Geh nach Hause, Evolution, du bist betrunken“, sagte mir John McCutcheon, ein Evolutionsbiologe an der Arizona State University. „Aber die Evolution sucht nicht nach einfachen Lösungen für die Dinge: Sie bastelt Lösungen aus dem zusammen, was da ist.“ Die Ergebnisse können verwirrend kompliziert sein. McCutcheon und seine Kollegen haben ein Insekt untersucht, in dessen Zellen Bakterien leben und in denen Bakterien leben – Käfer in Käfern in Käfern. Sie fanden eine ganze Dynastie von Bakterien, die sich in den Körpern von Zikaden in neue Arten aufspalten. „Jetzt wissen wir alle, wie man nach verrückten Kombinationen sucht“, sagte er.
Mit Nephromyces, bleiben noch viele Geheimnisse. Sind die Blobs, Fässer und anderen Formen tatsächlich unterschiedliche Lebensstadien, wie Wissenschaftler einst dachten, oder unterschiedliche Arten, wie Lane jetzt vermutet? Wie unterscheiden sich die Nephromyces Arten sicherstellen, dass genügend von ihnen in dieselbe Meerestraube gelangen? Wie haben sich die verschiedenen Arten überhaupt entwickelt? (Viele Organismen diversifizieren sich in eine Vielzahl von Arten, wenn jeder eine andere Ecke der Umwelt ausbeutet – aber wo sind die Nischen im Nierensack einer Seetraube?) Gibt es Nephromyces Arten, die betrügen – die keine eigenen Bakterien enthalten und stattdessen die Nährstoffe abknabbern, die vom Rest der Kommune produziert werden? („Wir denken schon“, sagte Lane zu mir.) Außerdem, wie profitiert die Meerestraube von der Gemeinschaft in ihrem Körper, wenn überhaupt? Im Labor gezüchtete Seetrauben, die fehlen Nephromyces „Geht ganz gut“, sagte Lane. Und obwohl viele Tiere von internen Mikroben für Nährstoffe abhängig sind, leben Seetrauben „in fast lächerlich nährstoffreichen Ozeangewässern“, sagte mir Saffo.
„Wir sind noch nicht einmal nahe daran, der Sache auf den Grund zu gehen“, sagte sie. „Die Details werden ausgefüllt und noch verwirrender.“