Bei uns und anderen höheren Lebewesen ist der vertikale Transfer die Regel: Erbgut wird von Eltern an die nächste Generation weitergegeben. Neben dieser Übertragungsform gibt es in der Natur allerdings auch eine weitere: Beim horizontalen Gentransfer wird genetisches Material zwischen verschiedenen, auch artfremden Individuen der gleichen Generation weitergegeben. Dieses System ist vor allem bei den Bakterien üblich – und berüchtigt. Bei ihnen erfolgt der horizontale Gentransfer durch die Übertragung eines Rings aus genetischem Material – eines sogenannten Plasmids. So können sich die Einzeller schnell nützliche Gen-Programme von anderen Mikroben aneignen. Beispielsweise verbreiten bakterielle Krankheitserreger durch dieses Konzept untereinander Gene, die ihnen eine Resistenz gegen Antibiotika vermitteln.
Horizontaler Gentransfer bei Eukaryoten
Bei den eukaryotischen Lebewesen, zu denen Tiere, Pflanzen und Pilze gehören, ist horizontaler Gentransfer dagegen selten. Das liegt unter anderem daran, dass bei diesen Organismen im Gegensatz zu den bakteriellen Prokaryoten das Erbgut in einem Zellkern vorliegt. Zudem ist es dort in Erbgutträgern verpackt – den Chromosomen. Dennoch sind bereits einige Fälle von horizontalem Gentransfer bei Eukaryoten bekannt. Meist wurden dabei bestimmte genetische Sequenzen anderer Organismen „aufgesammelt“ und ins Genom fest integriert. Bei Pilzen gab es allerdings auch schon Hinweise darauf, dass es unter bestimmten Umständen zur horizontalen Übertragung eines ganzen Chromosoms kommen kann. Bisher wurde dies aber nur unter speziellen Laborbedingen gezeigt. Die Forschenden um Michael Habig von der Universität Kiel haben das Phänomen nun dagegen bei natürlichen Bedingungen nachgewiesen und erste Einblicke in seine Funktion gewonnen.
Sie entdeckten den horizontalen Chromosomen-Transfer per Zufall durch genetische Untersuchungen bei Pilzen, die im biologischen Pflanzenschutz eingesetzt werden: Verschiedene Vertreter der Gattung Metarhizium befallen Insekten und werden deshalb gezielt ausgebracht, um bestimmten Schädlingen den Garaus zu machen.
Dabei ist bemerkenswert, dass die Opfer offenbar Schwierigkeiten haben, dauerhafte Resistenzen gegen die pilzlichen Erreger zu entwickeln. Vermutlich befinden sich die Kontrahenten demnach in einem evolutionären Rüstungswettkampf, der auf genetischen Veränderungen beruht. Um die Mechanismen zu beleuchten, haben Habig und seine Kollegen Untersuchungen an verschiedenen Stämmen des Pilzes Metarhizium robertsii durchgeführt, der eingesetzt wird, um eine invasive Ameisenart in Südamerika zu bekämpfen.
