Riesenviren könnten bei der Formung von Zellen geholfen haben, die den Ursprung von Tieren und Pflanzen bildeten

Eine Eisbärin und ihre drei Jungen ruhen im Sommer im Norden Kanadas. Christopher Paetkau – Wildlife Photographer of the Year – People’s Choice Award 2026 Der Ursprung der Zellen, die den Körper von Tieren, Pflanzen, Pilzen und einer enormen Vielfalt mikroskopischer Lebewesen bilden, könnte weitaus bewegter gewesen sein als bisher angenommen. Anstelle eines einzigen entscheidenden Aufeinandertreffens zwischen zwei Mikroorganismen legt eine am Mittwoch (10.) in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlichte Studie nahe, dass diese komplexen Zellen schrittweise entstanden sind – als Ergebnis einer Abfolge von „Allianzen“ zwischen verschiedenen Mikroben, an deren Prozess sogar Riesenviren beteiligt gewesen sein könnten, indem sie als eine Art Gen-Überbringer fungierten. „Lange Zeit erklärten wir den Ursprung komplexer Zellen als eine Geschichte mit zwei Hauptprotagonisten: einer Archaeenart und dem Bakterium, das den Ursprung der Mitochondrien bildete“, sagt Toni Gabaldón, Forscher am Institut für Biomedizinische Forschung (IRB Barcelona) und am Supercomputing Center Barcelona (BSC) in Spanien, der die Arbeit leitete. „Unsere Studie legt nahe, dass dieses Narrativ unvollständig ist und es weitere Akteure auf der Bühne gab, darunter andere Bakteriengruppen und Riesenviren, die den Genaustausch erleichtert haben könnten“. Alle Zellen von Tieren, Pflanzen und Pilzen teilen ein grundlegendes Merkmal: Sie sind komplexe Zellen mit spezialisierten inneren Kompartimenten – die sogenannten Eukaryoten-Zellen.

Wie sie entstanden sind, ist eine der größten offenen Fragen der Biologie. Jahrzehntelang wies die am weitesten akzeptierte Erklärung auf einen entscheidenden Moment hin: Eine Archaea (eine Art Mikroorganismus) soll sich mit einem Bakterium verbunden haben, das mit der Zeit zu den Mitochondrien wurde, der Struktur, die als Kraftwerk der Zelle fungiert.

Diese „Hochzeit“, vorgeschlagen und verteidigt von der Biologin Lynn Margulis, soll die Türen zur zellulären Komplexität geöffnet haben. Trend-Videos auf g1 In die Gene eingeschriebene Fossilien Die neue Arbeit bestreitet nicht die zentrale Rolle der Mitochondrien, vertritt jedoch die Ansicht, dass der Weg zur komplexen Zelle länger, gradueller und kollaborativer war als bisher angenommen. Da dieser Prozess vor etwa 2 Milliarden Jahren in mikroskopischen Lebewesen stattfand, die praktisch keine Fossilien hinterlassen haben, griff das Team auf eine Art „molekulare Archäologie“ zurück: Statt Knochen wurden die in den heutigen Genomen gespeicherten Spuren analysiert.

Mithilfe des Supercomputers MareNostrum rekonstruierten die Wissenschaftler über mehr als fünf Jahre hinweg den Genbestand des letzten gemeinsamen Vorfahren aller Eukaryoten (bekannt unter dem englischen Kürzel LECA) und verglichen ihn mit Zehntausenden von Genomen von Bakterien, Archaeen und Viren. NASA untersucht Anomalie im Erdmagnetfeld, die Chaos in der Kommunikation verursachen könnte Elektronenmikroskopische Aufnahme eines Mimivirus, eines der sogenannten Riesenviren. Die neue Studie legt nahe, dass Viren dieses Typs in der Vergangenheit als Vehikel für den Gentransfer zwischen Mikroben gedient haben könnten. Sarah Duponchel und Matthias G.

Fischer/Wikimedia Commons „Wir versuchen, eine Geschichte zu rekonstruieren, die vor Milliarden von Jahren stattfand und für die wir keine direkten Fossilien haben. Deshalb waren wir sehr konservativ: Wir haben nur die robustesten Evolutionssignale beibehalten – solche mit einer Stärke, die vergleichbar ist mit den bereits akzeptierten Signalen für die urtümliche Archaea und das Bakterium, das den Ursprung der Mitochondrien bildete“, erklären Moisès Bernabeu, Saioa Manzano-Morales und Marina Marcet-Houben, Autoren der Studie und Forscher der von Gabaldón geleiteten Gruppe für Vergleichende Genomik. Zusätzlich zu den Mitochondrien identifizierte die Studie die Spuren von mindestens zwei weiteren Bakteriengruppen beim Ursprung der Eukaryoten. Eine davon, Planctomycetota genannt, fällt durch eine für Bakterien ungewöhnliche Komplexität auf, mit inneren Kompartimenten, die denen der raffinierteren Zellen ähneln.

Die andere Gruppe, Myxococcota, ist mit Stoffwechwechselfunktionen wie der Fettverarbeitung und der Membranbildung verbunden. Laut den Forschern traten diese Beiträge nicht alle auf einmal auf: Die Signale der Planctomycetota sind die ältesten, während die der Myxococcota und des mitochondrienbildenden Bakteriums zeitlich näher beieinander liegen. Dieses Bild deckt sich mit der Vorstellung, dass die Vorfahren komplexer Zellen in Umgebungen lebten, die voller Mikroben waren, wie etwa in sogenannten mikrobiellen Matten – geschichteten Gemeinschaften, in denen verschiedene Organismen unter unterschiedlichen chemischen Bedingungen koexistieren. In einer solchen Nachbarschaft hätte der Gen-Austausch zwischen verschiedenen Lebewesen es der zukünftigen komplexen Zelle ermöglicht, im Laufe der Zeit neue Fähigkeiten zu erlangen. Lebende Zellen eines Moosblatts von Bryum capillare unter dem Mikroskop. Das Bild zeigt Chloroplasten, Strukturen in Pflanzen- und Algenzellen. Des_Callaghan/Wikimedia Commons Eine der unerwartetsten Entdeckungen betrifft genau die Viren.

Ein Teil der in den frühen Phasen dieser Evolution integrierten Gene scheint von Riesenviren der Gruppe Nucleocytoviricota zu stammen, deren Genome viel größer sind als die der meisten bekannten Viren und die einzellige Organismen infizieren. Die Autoren vermuten, dass diese Viren als Vehikel für den Gentransfer gedient und Material von einem Mikroorganismus zum anderen innerhalb derselben Umgebung transportiert haben könnten. Die Arbeit setzt eine Forschungslinie fort, die Gabaldón selbst im Jahr 2016 – ebenfalls in „Nature“ – eröffnet hatte, als er vorschlug, dass die Mitochondrien in diesem Prozess relativ spät erworben worden sein könnten.

Mit viel mehr Genomdaten und leistungsfähigeren Computerwerkzeugen ist es dem Team nun gelungen, detailliert darzulegen, welche anderen Organismen ihre Spuren in diesem gemeinsamen Vorfahren hinterlassen haben. In Zukunft, so die Autoren, könnte diese Art von Wissen sogar den Weg für biotechnologische Forschungen ebnen, die auf die Entwicklung künstlicher Lebensformen aus Ansammlungen von Mikroorganismen ausgerichtet sind. „Alle Genome bewahren Spuren ihrer Geschichte.

Im Fall der Eukaryoten erzählen uns diese Spuren von alten Allianzen zwischen Mikroorganismen. Sie zu verstehen hilft uns, eine sehr tiefe Frage zu beantworten: Was sind wir und woher kommen wir“, schließt Gabaldón. VIDEO: Lässt Verschmutzung den Himmel wirklich schöner aussehen? Lässt Verschmutzung den Himmel wirklich schöner aussehen?.