Und wenige eukaryotisch Dinge sind kleiner als Diatomeen, einzellig Algen die häufig, zahlreich und taxonomisch äußerst vielfältig sind, insbesondere in den Ozeanen. Klein? Ja, typischerweise 20 – 200 µm Durchmesser. Gut? Ja; ihre jährliche zahlenmäßige Explosion im ersten Quartal des Jahres – die sogenannter Frühling Phytoplanktonblüte – bringt im Wesentlichen die Produktivität und Ökologie in einem großen Teil der Weltmeere in Schwung.

Aufgrund ihrer photosynthetischen Bemühungen tragen Kieselalgen schätzungsweise nicht nur ca. 25 % der Gesamtmenge (d. h. aquatische und terrestrische Lebensräume zusammen) primäre Produktivität auf die Planet, sondern auch produzieren zwischen 20 und 40% Luftsauerstoff der Erde (!!). All das ist gut; aber es gibt noch mehr. Bahman Delatat et al. haben gentechnisch veränderte Kieselalgen als Abgabesystem für verwendet Medikamente, die auf Krebszellen bei Säugetieren abzielen.

Cancers stellen eine große Gefahr für die menschliche Gesundheit dar und die erfolgreiche Behandlung der Betroffenen ist eine Frage von weltweite biomedizinische Forschungsanstrengungen. Ein Hauptziel von Krebsbehandlungen ist das „Ziel“ – a Euphemismus das bedeutet, die Krebszellen abzutöten, aber Schäden an gesunden Zellen zu vermeiden. In einem Versuch, diese Spezifität bereitzustellen, die Frustule (die äußere Hülle der Alge die zum großen Teil aus Kieselsäure besteht) der Kieselalge Thalassiosira pseudonana wurde gentechnisch verändert, um Antikörper-Erkennungsstellen zu enthalten.

Wenn sie in den Körper des zu behandelnden Tieres eingeführt werden und mit den entsprechenden Antikörpern verknüpft werden, können die Diatomeenzellen dann spezifisch an Krebszellen binden. Sobald das Paket an der richtigen Stelle abgeliefert wurde, wird seine giftige Ladung an Krebsmedikamenten in der Nähe seiner Zielzellen freigesetzt. Nach erfolgreichen Tests an Mäusen kommt das Team optimistisch zu dem Schluss, dass „gentechnisch hergestellte Biosilika-Frusteln als vielseitige ‚Rucksäcke‘ für die gezielte Abgabe von schwer wasserlöslichen Krebsmedikamenten an Tumorstellen verwendet werden können“.

Sicherlich ein gutes Ergebnis der Dinge in diesem kleinen Paket! Aber – und es gibt meist immer ein „aber“ – die Assoziation von Kieselalgen und toxischen Verbindungen hat auch eine schlechte Seite.

Obwohl Blüten von Kieselalgen im Allgemeinen eine gute Sache sind, wenn diese Kieselalgen produzieren Domoinsäure (eine natürlich vorkommende neurotoxische Aminosäure) – wie z Pseudonitzscha spp. - sie sind nicht so gut. Zum Beispiel Peter Koch et al. zeigen, dass kalifornische Seelöwen, die Domoinsäure ausgesetzt sind, Hirnschäden erleiden können, die zu führen deutliche Defizite im räumlichen Gedächtnis.

Es ist nicht allzu überraschend, dass solche Blüten – und die viel mehr Gruppen von Toxin produzierenden Algen als Kieselalgen umfassen – bezeichnet werden, die anderen Organismen Schaden zufügen können schädliche Algenblüten (HABs). Verständlicherweise sind HABs besonders besorgniserregend, wenn toxische Algenmetaboliten beteiligt sind, da diese Verbindungen auf alle Organismen einwirken können, die sich entweder von den Algen ernähren oder diese Organismen verbrauchen, die dies getan haben. Auf diese Weise können sich Toxinspiegel ziemlich deutlich ansammeln, wenn man eine Nahrungskette von den primär produzierenden Algen zu den Pflanzenfressern, die sie direkt konsumieren, zu verschiedenen Ebenen von fleischfressenden Tieren aufsteigt, die Mitglieder der trophischen Ebene darunter konsumieren.

Dieses Phänomen der Biomagnifikation Aus diesem Grund sind Tiere an der Spitze dieser trophischen Pyramide – wie die kalifornischen Seelöwen – anfällig für diese Form der „chemischen Kriegsführung“ (so unbeabsichtigt dies seitens der Kieselalge auch sein mag). HABs sind daher ein Beispiel für die „dunkle Seite“ der Primärproduktivität in den Ozeanen (und wir werden daran erinnert, dass „Die Ausbreitung von Algentoxin [speziell Domoinsäure] durch marine Nahrungsnetze hat 2015 Rekorde gebrochen“), und beweist, dass auch mal Schlimmes in kleinen Paketen kommen kann.

[Hrsg. – Appetit jetzt 'nass'? Weitere Informationen zur Biologie und Ökologie von Diatomeen finden Sie unter try Rezension von E. Virginia Armbrust* und Artikel von Amanda Hopes & Thomas Mock.]

* Derzeit ohne Paywall verfügbar bei http://baliga.systemsbiology.net/drupal/education/sites/baliga.systemsbiology.net.drupal.education/files/L5ATeacherResource-primarylit_Lifeofdiatoms.pdf