Alg woont in bij eencellige aan Japans zandstrand

Het eencellig micro-organisme `Hatena' is in zijn levenscyclus afwisselend algeneter en gastheer voor algen. Japanse onderzoekers denken met deze ontdekking een nieuwe endosymbiose te hebben waargenomen, waarbij het ene micro-organisme gaat inwonen in de ander. Endosymbiose gold altijd als iets dat lang geleden in de evolutie had plaatsgevonden, maar daar brengt het Japanse onderzoek nu verandering in (Science, 14 okt.).

Endosymbiose is een fenomeen waarbij twee micro-organismen samengaan, doordat de één de ander opneemt, maar niet verteert. Op den duur schakelen gast en gastheer hun celcyclus gelijk en wordt het opgenomen micro-organisme een vast onderdeel van de cel. Planten danken hun bladgroenkorrels aan de endosymbiose met een cyanobacterie. En de mitochondriën (de energiefabriekjes in de dierlijke cel) stammen van een endosymbiose met een bacterie.

De onderzoekers Noriko Okamoto en Isao Inouye denken nu getuige te zijn van een beginnende endosymbiose in het micro-organisme Hatena, dat zij aantroffen langs het zandstrand van Isonoura nabij Osaka in Japan. Hatena is Japans voor raadselachtig. De Japanners ontdekten dat een groene Hatena zich bij deling spliste in een kleurloze en een groene dochtercel. Bij nader onderzoek bleek de groene kleur afkomstig van een endosymbiotische alg.

De symbiont is een groene alg van het geslacht Nephroselmis. Als endosymbiont opgenomen in de Hatena-cel blijkt dat de alg zijn kern, mitochondria en bladgroenkorrel behoudt, maar dat het zijn zweepstaarten, cytoskelet en binnenmembraan verliest. In Hatena zwelt de enige bladgroenkorrel van Nephroselmis op tot het tienvoudige formaat, in vergelijking tot de vrijlevende toestand.

Hatena met Nephroselmis gedraagt zich niet langer als algeneter maar schakelt over op een zelfvoorziendende leefwijze via fotosynthese. Opvallend is daarbij dat de gastheer ook dankbaar gebruik maakt van de lichtgevoelige oogvlek die de alg heeft. Deze ligt altijd op een vaste plaats in de cel, naast de zweepstaart van de gastheercel.

Het gaat in dit geval om secundiare endosymbiose, de alg heeft namelijk in een eerder endosymbiose zijn bladgroenkorrel verworven.

Volgens de Japanners gaat het hier om een beginnende endosymbiose, omdat gastheer en endosymbiont nog niet volledig één zijn geworden. Dat is een proces dat waarschijnlijk meer tijd vergt en waarbij de twee partners uiteindelijk ook genetisch versmelten. Een delende groene Hatena zal dan ook twee groene dochtercellen voortbrengen.