Amerikanische Wissenschaftler sind auf eine unerwartete Gemeinsamkeit zwischen einer Gruppe südamerikanischer Spinnen und einiger Bodenbakterien gestoßen: Beide produzieren das gleiche, sehr ungewöhnliche Gift. Das scheint jedoch nicht daran zu liegen, dass die Evolution zweimal unabhängig voneinander denselben Stoff erfunden hat, zeigte die Analyse der Giftgene in Spinne und Bakterien. Vielmehr gab es offenbar einen Gen-Austausch zwischen den Tieren und den Mikroben. Wer dabei wem den Giftstoff vermacht hat, wissen die Forscher allerdings noch nicht.
Der Biss von Spinnen der Gattung Loxosceles, die hauptsächlich in Südamerika leben, kann für einen Menschen sehr unangenehm werden: Die Tiere pumpen bei einem Biss ihr Gift in die Haut, das unter anderem die Isolationsschicht um die Nervenzellen herum zerstört. Als Folge davon können sich so genannte Nekrosen bilden, bei denen ganze Hautbereiche absterben. Dieses Gift, das ein Enzym namens Sphingomyelinase D enthält, ist in der Tierwelt einzigartig. Lediglich eine Gruppe von Bodenmikroben der Gattung Corynebacteria produziert ein ähnliches Toxin.
Wie ähnlich sich die beiden Giftstoffe tatsächlich sind, haben Matthew Cordes von der Universität von Arizona in Tucson und Greta Binford vom Lewis and Clark College in Portland nun bei einer Untersuchung der dreidimensionalen Struktur des Schlüsselenzyms entdeckt: Beide Eiweißstoffe haben die Form einer kleinen Tonne mit einer Art Stopfen am Ende ? ein absolut ungewöhnliches Merkmal, so die Forscher. Die Gene, die die Informationen für diese Enzyme enthalten, besitzen außerdem eine gewisse Ähnlichkeit mit einer großen Genfamilie, die im Tierreich und auch bei Bakterien relativ häufig vorkommt.
Höchstwahrscheinlich hat sich demnach irgendwann eines dieser verbreiteten Gene so verändert, dass der Bauplan für das giftige Enzym entstand, glauben die Forscher. Ob das im Erbgut der Spinnen oder in dem der Bakterien stattfand, können sie bislang nicht sagen. Sicher sei jedoch, dass das veränderte Gen beim Kontakt zwischen Mikrobe und Spinne von dem einen auf den anderen Organismus übergegangen ist und seitdem in beiden von Generation zu Generation weitervererbt wird.
Die Entdeckung ist nicht nur für Evolutionsbiologen interessant, sondern auch für Tierärzte und Landwirte, kommentieren die Wissenschaftler: Corynebakterien können nämlich bei Nutztieren verschiedene Krankheiten auslösen. Wenn der Giftstoff also tatsächlich gleich wirkt, könnten die Wirkstoffe, die gegen die Spinnenbisse eingesetzt werden, auch den Tieren helfen, so die Forscher.
Matthew Cordes (Universität von Arizona, Tucson) und Greta Binford (Lewis and Clark College, Portland): Bioinformatics, Bd. 22, S. 264 ddp/wissenschaft.de ? Ilka Lehnen-Beyel
