Möglicherweise haben Blitzschläge die Evolution der Bakterien beschleunigt. Französische Wissenschaftler der Universität Lyon konnten nachweisen, dass elektrische Entladungen die Aufnahme fremder DNA durch Bakterien begünstigen. So gab es regelmäßig sprunghafte Änderungen im Erbgut, die rasch zur Entstehung neuer Arten führten. Die Forscher berichten über ihre Arbeit im Fachblatt Applied and Environmental Microbiology.
Eine von Molekularbiologen angewandte Technik, um fremde DNA in Zellen zu übertragen, ist, die Zelle Stromstößen auszusetzen (Elektroporation). Das macht die Zellhülle durchlässiger für große Moleküle. Pascal Simonet und seine Mitarbeiter gingen der Frage nach, ob diese Form der DNA-Aufnahme auch in der Natur durch Blitzschläge ausgelöst werden kann.
Mit einem Blitzgenerator erzeugten sie elektrische Entladungen in Erdproben. Diese enthielten E. coli-Bakterien und waren mit einer Lösung von Resistenzplasmiden versetzt. Das sind ringförmige DNA-Moleküle, die Gene für eine Antibiotikumsresistenz tragen. Einige der Bakterien, die solche Blitzschläge überlebten, erwiesen sich als resistent, das heißt sie hatten das Resistenzplasmid aufgenommen.
Der Boden enthält zahlreiche Bakterien sowie DNA-Bruchstücke abgestorbener Lebewesen. Daher könnte, so vermutet Simonet, jeder Blitzschlag bis zu 10.000 Bakterien aufnahmefähig für fremde DNA machen. “In Wirklichkeit dürfte diese Zahl viel geringer sein”, kommentiert Wilfried Wackernagel von der Universität Oldenburg. Denn die Hauptmenge an DNA im Boden läge nicht in Form von Plasmiden sondern als lineare Bruchstücke vor. Diese würden weit weniger effektiv aufgenommen.
Simonet will nun Feldversuche durchführen, um die Laborergebnisse mit Bodenbakterien unter natürlichen Bedingungen ? das heißt bei realem Blitz und Donner ? zu bestätigen. Damit könnte gezeigt werden, dass die Aufnahme von Genen fremder Arten (horizontaler Gentransfer) eine wichtige Rolle in der Evolution der Bakterien gespielt hat.
Joachim Czichos
