An expanded microsporidia species attribute database documents the extensive ecological and phenotypic diversity of these parasites

Miksporidien sind winzige, einzellige Parasiten, die im Inneren der Zellen anderer Tiere leben. Sie sind so klein, dass man sie nur unter einem Mikroskop sehen kann, und doch sind sie unglaublich erfolgreich, indem sie Kreaturen von Insekten und Fischen bis hin zu Menschen infizieren. Seit über einem Jahrhundert entdecken und benennen Wissenschaftler diese Organismen und beschreiben ihre Formen, die Tiere, die sie infizieren, und die Orte, an denen sie leben. Dieses Wissen ist jedoch über Tausende von verschiedenen wissenschaftlichen Arbeiten verstreut, was es schwierig macht, das vollständige Bild davon zu sehen, wie vielfältig diese Parasiten wirklich sind. Um das Ausmaß dieser Organismen zu verstehen, benötigen Forscher eine Möglichkeit, all diese getrennten Fakten in einer klaren Sicht zusammenzuführen, ganz ähnlich wie beim Zusammensetzen eines riesigen Puzzles, bei dem jedes Teil aus einem anderen Karton stammt.

Ein Forschungsteam der University of Toronto hat nun genau das getan, indem es eine massive, aktualisierte Datenbank erstellt hat, die fast 1.800 Arten von Miksporidien katalogisiert. Sie sammelten Informationen über Arten, die in den letzten fünf Jahren beschrieben wurden, gruben ältere Beschreibungen aus, die übersehen worden waren, und fügten hunderte neuer Einträge hinzu, die ausschließlich auf genetischen Daten basieren, die in öffentlichen Aufzeichnungen zu finden sind. Diese genetischen Daten stammen aus einem spezifischen Teil der DNA des Parasiten, der wie ein einzigartiger Barcode für jede Art fungiert. Durch den Vergleich dieser genetischen Barcodes konnten die Forscher die Parasiten in distinkte Arten gruppieren, selbst für jene, die noch nie formal benannt oder unter einem Mikroskop gesehen wurden. Das Ergebnis ist eine umfassende Karte der Miksporidien-Diversität, die offenlegt, wo diese Parasiten zu finden sind, welche Tiere sie infizieren und wie sie sich im Laufe der Zeit verändert haben.

Die Datenbank zeigt, dass sich die Entdeckung dieser Parasiten seit den 1960er Jahren dramatisch beschleunigt hat, wobei Wissenschaftler heute mehr als 100 neue Arten pro Jahrzehnt identifizieren. Während die frühen Entdeckungen auf Nordamerika und Europa konzentriert waren, wurden diese Parasiten mittlerweile auf jedem Kontinent außer der Antarktis und in Ozeanen fernab von Land gefunden. Die Wirte, die sie infizieren, sind ebenso vielfältig wie die Lebensräume, die sie besetzen. Die Forscher fanden heraus, dass Miksporidien Tiere aus siebzehn verschiedenen Hauptgruppen infizieren, wobei Insekten mit Abstand die häufigsten Opfer sind, gefolgt von Tieren mit Wirbelsäule wie Fischen und Säugern. Diese Parasiten sind auch nicht wählerisch, wo sie im Inneren ihrer Wirte leben; sie können in Fett, Muskeln, dem Verdauungstrakt und den Fortpflanzungsorganen zu finden sein, wobei einige den gesamten Körper durchziehen.

Eines der bemerkenswertesten Ergebnisse ist, dass der genetische Code eines Miksporidien-Parasiten oft genau vorhersagen kann, welche Art von Tier er infiziert. Die Forscher erstellten einen Stammbaum basierend auf den Gensequenzen und fanden heraus, dass genetisch eng verwandte Parasiten dazu neigen, auch biologisch eng verwandte Wirte zu infizieren. Beispielsweise wird eine Gruppe von Parasiten, die eine bestimmte Art von Insekt infiziert, normalerweise auch bei anderen Arten von Insekten zu finden sein, während jene, die Fische infizieren, auf einem anderen Zweig des Baumes gruppiert sind. Diese Verbindung ist so stark, dass Wissenschaftler, wenn sie eine neue Gensequenz eines unbekannten Parasiten finden, oft erraten können, ob er in einem Insekt oder einem Fisch lebt, nur indem sie auf seine DNA schauen.

Diese genetische Analyse hat jedoch auch gezeigt, dass einige der Namen, die Wissenschaftler seit Jahrzehnten verwenden, eine große Menge verborgener Diversität verbergen könnten. Die Forsters fanden heraus, dass einige Arten, die als einzelne, einheitliche Gruppen galten, tatsächlich viele verschiedene genetische Linien enthalten, die sehr deutlich voneinander unterscheidbar sind. Ein Paradebeispiel ist ein Parasit, der beim Menschen Augeninfektionen verursacht. Die genetischen Daten zeigten, dass das, was wir als eine einzige Spezies bezeichnen, tatsächlich eine Sammlung vieler verschiedener, nicht näher verwandter Gruppen ist, die zufällig ähnlich aussehen. Dies deutet darauf hin, dass der menschliche Erreger nicht nur ein einzener Organismus ist, sondern wahrscheinlich ein Komplex aus mehreren verschiedenen Arten, eine Entdeckung, die unser Verständnis und die Behandlung der von ihnen verursachten Krankheiten verändern könnte.

Um sicherzustellen, dass dieses Wissen weiter wächst, haben die Forscher eine öffentliche Website erstellt, auf der Wissenschaftler neue Informationen über Miksporidien-Arten einreichen können. Dies ermöglicht es der Datenbank, aktuell zu bleiben, wenn neue Entdeckungen gemacht werden, sei es durch traditionelle Beobachtung oder moderne Gensequenzierung. Durch die Kombination alter Beschreibungen mit neuen genetischen Daten bietet dieses Projekt eine solide Grundlage für das Verständnis dieser mikroskopischen Parasiten. Es zeigt, dass wir zwar große Fortschritte bei der Katalogisierung der Vielfalt der Miksporidien gemacht haben, es aber immer noch viel zu lernen gibt über die wahre Anzahl der Arten und die komplexen Beziehungen zwischen diesen winzigen Parasiten und der riesigen Zahl an Tieren, die sie bewohnen.