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Thesis

Toxizität ausgewählter Bakterienstämme auf Planktonorganismen

MPS-Authors
http://pubman.mpdl.mpg.de/cone/persons/resource/persons56641

Deines,  Peter
Department Ecophysiology, Max Planck Institute for Limnology, Max Planck Institute for Evolutionary Biology, Max Planck Society;

http://pubman.mpdl.mpg.de/cone/persons/resource/persons56752

Jürgens,  Klaus
Department Ecophysiology, Max Planck Institute for Limnology, Max Planck Institute for Evolutionary Biology, Max Planck Society;

http://pubman.mpdl.mpg.de/cone/persons/resource/persons56610

Brendelberger,  Heinz
Department Ecophysiology, Max Planck Institute for Limnology, Max Planck Institute for Evolutionary Biology, Max Planck Society;

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Citation

Deines, P. (2002). Toxizität ausgewählter Bakterienstämme auf Planktonorganismen. Diploma Thesis, Christian-Albrechts-Universität, Kiel.


Cite as: http://hdl.handle.net/11858/00-001M-0000-000F-DD28-9
Abstract
Zusammenfassung Es galt zu prüfen, welche Auswirkungen die Bakterienstämme Chromobacterium violaceum CV0, CV017 und CV026 und der Stamm Janthinobacterium lividum auf verschiedene Planktonorganismen haben. Während CV0, CV017 und Janthinobacterium lividum durch das Pigment Violacein violett gefärbt sind, handelt es sich bei CV026 um eine farblose Mutante. Vergleichende Untersuchungen zur Toxizität dieser Bakterien wurden mit Flagellaten (Ochromonas sp., Bodo saltans), Ciliaten (Colpidium campylum, Tetrahymena pyriformis), Rotatorien (Keratella cochlearis, Brachionus calyciflorus) und Cladoceren (Daphnia magna) durchgeführt. Die Bakterienstämme wurden diesen Organismen in unterschiedlich hohen Konzentrationen zusammen mit MM1 bzw. Scenedesmus (bei Daphnia) als Futter verabreicht. Auswertung der Toxizitätstests:  Alle Ergebnisse deuten darauf hin, dass Violacein das `killer´-Pigment ist. Die toxischen Effekte (Mortalität) traten nur bei Vorhandensein des Pigments auf. Dabei ließ sich immer eine Korrelation zwischen der Pigmentmenge des Bakterienstammes und der Stärke seiner toxischen Wirkung erkennen. Die aufgrund des zunehmenden Pigmentgehaltes sich ergebende Reihenfolge der Bakterienstämme - Chromobacterium violaceum CV026, CV0, CV017, Janthinobacterium lividum - gibt gleichzeitig auch ihre zunehmende Toxizität wieder. Ein direkter Nachweis der Toxizität von Violacein war nicht möglich, da die Substanz in Reinform nicht zur Verfügung stand.  Die toxische Wirkung der pigmenthaltigen Bakterienstämme ließ sich an allen untersuchten Planktonorganismen der verschiedenen trophischen Ebenen nachweisen. Dabei zeigte sich, dass mit zunehmender Organisationshöhe die Empfindlichkeit gegenüber den toxischen Bakterien abnimmt, was aus dem Anstieg der zugehörigen LT50-Werte hervorgeht. Am Beispiel von Daphnia magna konnte eine Abnahme der Empfindlichkeit mit zunehmendem Alter nachgewiesen werden.  Für die Stärke der toxischen Effekte gilt das Gesetz von Paracelsus: Die Dosis bestimmt die Wirkung. In den einzelnen Ansätzen wurden nicht, wie für Toxizitätstests üblich, unterschiedliche Konzentrationen des zu prüfenden Stoffes eingesetzt, sondern die Konzentrationen durch unterschiedliche Abundanzen der verschiedenen Bakterienstämme bestimmt.  Toxizität ist eine Form der chemischen Verteidigung. Die toxischen Bakterien nutzen den sogenannten „Selbstmord“ - Mechanismus [post-ingestion (suicide) signals], die Toxine werden erst nach Ingestion durch die Grazer freigesetzt und damit wirksam. Einige Individuen „opfern“ sich und reduzieren dadurch den Fraßdruck auf die Population. Durch den lytischen Tod der Grazer verbessert sich das Nahrungsangebot für die klonale Bakterienpopulation.  Die über Ingestionsrate und Filtrierrate ermittelten Werte für eine mögliche Selektivität der Grazer in Bezug auf die angebotenen Futterbakterien schließen eine selektive Nahrungsaufnahme aus. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass neben den bekannten morphologischen Fraßschutzmechanismen Toxizität als chemischer Fraßschutz auch eine entscheidende Rolle im aquatischen Ökosystem spielt. Toxizität ist ein besonders effektiver Schutzmechanismus, da er auf allen trophischen Ebenen wirksam ist.