DBG · Nachwuchsförderung

Sophie Steinhagen

Sophie Steinhagen erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Justus-Liebig-Universität Gießen im Jahr 2014 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Ultrastructure of cells of Cryptochlora perforans (Chlorarachniophyta)"

Ihr gelang der erste Nachweis des zusätzlichen Zellkerns in der grünen Amöbe Cryptochlora perforans

Erstmals wurde die Ultrastruktur, mit besonderer Berücksichtigung der Chloroplasten, von Zellen der grünen Amöbe Cryptochlora perforans (Chlorarachniophyta) untersucht und mit der Ultrastruktur weiterer Gattungen der Chlorarachniophyta verglichen. Cryptochlora perforans wurde 1987 im Supralitoral in einer Spalte eines Granitfelsen zusammen mit Thalli von Boodleopsis pusilla in der Nähe von Santa Marta, karibische Küste von Kolumbien, gesammelt. Die ultrastrukturellen Eigenschaften der Chlorarachniophyta ermöglichen eine Differenzierung zwischen ihren verschiedenen Gattungen. Jede Zelle der monotypischen Gattung Cryptochlora weist einen zentral in der Zelle gelegenen Zellkern sowie einige peripher angeordnete, bilobuläre und von zwei Membranpaaren umhüllte Chloroplasten, Golgi-Apparate, zahlreiche Mitochondrien mit tubulären Cristae, rauhes ER und eine Vielzahl an Vesikeln mit amorphem Inhalt auf. Die vier Hüllmembranen der Plastiden werden als Hinweis auf eine sekundäre Endocytobiose bei der Entstehung der Chlorarachniophyta angesehen, wobei eine Zelle ohne Chloroplasten eine Grünalge aufgenommen hat. Die Lamellen der Chloroplasten bestehen aus ein bis drei aufeinander liegenden Thyllakoiden, oder sind in Stapeln angeordnet. Die Chloroplasten haben Pyrenoide, welche in zwei Abschnitte unterteilt werden können. Basal gelegen ist ein stielartiger Abschnitt, während sein distales Ende eine knollenförmige Verdickung aufweist. Die Pyrenoide reichen weit in das zentrale Cytoplasma der Zelle hinein und sind von einem Capping Vesicle ummantelt. Genau gegenüber einer nicht tief eingeschnittenen Invagination des inneren Membranenpaares am distalen Ende des Pyrenoids ist eine weitere Invagination zwischen den beiden Chloroplastenloben lokalisiert. Seitlich an dem basalen, stielartigen Abschnitt des Pyrenoids ist zwischen dem inneren und äußeren Membranenpaar innerhalb eines periplastidären Kompartiments ein Nucleomorph lokalisiert, das auf die aufgenommene und fast bis auf ihre Chloroplasten reduzierte Grünalge zurückgeführt werden kann. Die Ultrastruktur von frei beweglichen und sessilen Zellen ist nahezu identisch, jedoch weisen sessile Zellen eine die Zelle umhüllende Lorica auf und beinhalten deutlich mehr Vesikel mit amorphem Inhalt. Sessile sowie frei bewegliche Zellen haben endosymbiontische Bakterien, welche von zwei Hüllmembranen begrenzt werden. Von anderen Chlorarachniophyta sind endosymbiontische Bakterien nicht bekannt. Durch den Nachweis des Auftretens eines Nucleomorphs in ihren Plastiden wurde die Zugehörigkeit von Cryptochlora perforans zu den Chlorarachniophyta zweifelsfrei bestätigt.

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Sophie Steinhagen fertigte die Arbeit in der AG Spezielle Botanik bei Prof. Dr. Volker Wissemann und Prof. Dr. Reinhard Schnetter an.


Lichtmikroskopische Aufnahmen von Cryptochlora perforans: Abgebildet ist das amöboide, frei bewegliche Stadium in differentiellem Interferenzkontrast. Erkennbar sind die aus Zellplasma bestehenden Pseudopodien, welche sich zur Nahrungsaufnahme ins Medium erstrecken und der Ortsveränderung dienen (Maßstab 20 µm). Aufnahme: Reinhard Schnetter, Uni Gießen
Lichtmikroskopische Aufnahmen von Cryptochlora perforans: Fluoreszenzaufnahme von coccoidalen Zellstadien mit geschlossener Lorica nach Anfärbung mit Bisbenzimid. Deutlich erkennbar sind die hellblau fluoreszierenden Zellkerne (Pfeil, Maßstab 20 µm). Aufnahme: Reinhard Schnetter, Uni Gießen