A taxonomic revision of genus Atopospira Jankowski, 1964 (Ciliophora, Armophorea, Metopida, Metopidae), including the establishment of a new species, A. kimorum n. sp., and a new combination, A. fastigata (Kahl, 1927) n. comb.

Tief in den schlammigen Sedimenten von Teichen und Feuchtgebieten gedeiht eine verborgene Welt mikroskopischen Lebens in der Abwesenheit von Sauerstoff. Dies sind nicht die bekannten Bakterien, die Verwesung verursachen, sondern einzellige Organismen, die als Ciliaten (Wimperntierchen) bezeichnet werden, benannt nach den Tausenden von winzigen, haarähnlichen Borsten, die ihren Körper bedecken und ihnen beim Schwimmen helfen. Während einige Ciliaten frei im Wasser leben, haben andere die Fähigkeit entwickelt, im Darm von Tieren oder im sauerstofffreien Schlamm zu leben, wo sie eine entscheidende Rolle beim Abbau organischer Materie spielen. Zu diesen gehören eine Gruppe, die als Armophorena bekannt ist – eine Klasse von Ciliaten, mit deren Klassifizierung Wissenschaftler lange Zeit zu kämpfen hatten. Im Gegensatz zu anderen Gruppen von Tieren oder Pflanzen, die leicht nach ihrer Form oder Struktur sortiert werden können, sehen Armophorena oft so ähnlich aus, dass ihre wahren Verwandtschaftsverhältnisse ein Rätsel blieben, bis Wissenschaftler begannen, ihren genetischen Code zu vergleichen. Dieser Wandel vom Betrachten der Form zum Lesen der Gene hat gezeigt, dass viele alte Namen für diese Kreaturen nicht korrekt waren und dass der Stammbaum dieser mikroskopischen Lebensformen weita viel verwickelter ist als zuvor angenommen.

In einer kürzlich durchgeführten Studie versuchten Forscher der Universität Ulsan in Südkorea, den spezifischen Stammbaum einer kleinen Gruppe dieser im Schlamm lebenden Ciliaten namens Atopospira zu entwirren. Jahrzehntelang war diese Gruppe schlecht verstanden worden, mit nur wenigen bestätigten Arten und vielen anderen, die vor langer Zeit beschrieben, aber nie nach modernen Standards überprüft worden waren. Das Team sammelte Proben aus zwei Süßwasserteichen in Südkorea, einem in Gimhae und einem in Busan. Unter Verwendung von Mikroskopen beobachteten sie die lebenden Kreaturen und notierten, wie sie sich bewegten und wie ihre internen Strukturen aussah. Sie konservierten die Exemplare zudem mit einem speziellen Farbstoff, um die feinen Details ihrer inneren Maschinerie offenzulegen, wie etwa die Anordnung ihrer haarähnlichen Borsten und ihrer Zellkerne, die als Kontrollzentren der Zelle fungieren. Um ihre Ergebnisse zu bestätigen, extrahierten die Wissenschaftler DNA aus einzelnen Zellen und sequenzierten ein spezifisches Gen, das als molekularer Fingerabdruck dient und es ermöglicht, die koreanischen Exemplare mit anderen bekannten Arten aus der ganzen Welt zu vergleichen.

Die Studie führte zu zwei bedeutenden Entdeckungen. Erstens identifizierten die Forscher eine völlig neue Art, die sie Atopospira kimorum nannten, um zwei prominente koreanische Zoologen zu ehren. Dieses neue Geschöpf ist ein kleiner, abgeflachter Oval, etwa so groß wie ein Sandkorn, und misst zwischen 50 und 75 Mikrometern in der Länge. Es besitzt einen ausgeprägten, leicht überhängenden „Hut“ an seinem Vorderende und ein abgerundetes Hinterende. In seinem Körper trägt es einen einzelnen großen Zellkern und einen kleineren in der Nähe sowie Nahrungsvakuolen, die mit leuchtend roten Bakterien gefüllt sind, die im Inneren des Ciliaten leben. Das Team fand heraus, dass diese neue Art kleiner ist und weniger haarähnliche Borsten besitzt als ihre nächsten Verwandten, die in Deutschland, den USA und Russland gefunden wurden.

Die zweite große Erkenntnis betraf ein Lebewesen, das vor fast einem Jahrhundert unter einem anderen Namen beschrieben worden war. Ursprünglich als eine Art von Metopus klassifiziert und später in eine andere Gattung namens Brachonella verschoben, wurde festgestellt, dass die koreanische Population tatsächlich zur Familie der Atopospira gehört. Die Forscher gaben ihr einen neuen Kombinationsnamen, Atopospira fastigata, und ordneten sie damit effektiv wieder ihrer korrekten Familienheimat zu. Dieser Organismus ist eher keulenförmig oder birnenförmig gestaltet, mit einem sehr großen, markanten „Hut“ am Vorderende, der sich um den Körper windet. Er ist etwas kleiner als die neue Art, teilt aber eine ähnliche interne Struktur. Durch den Vergleich der genetischen Sequenzen dieser beiden koreanischen Exemplare mit anderen bekannten Arten bestätigten die Forscher, dass Atopospira eine eigenständige Familiengruppe darstellt. Die genetischen Daten zeigten, dass die neue Art und die wiederentdeckte fastigata eng miteinander verwandt sind und einen Zweig des Stammbaums bilden, der sich von einer anderen bekannten Art namens A. galeata unterscheidet.

Diese Arbeit bewirkt mehr als nur das Hinzufügen zweier Namen zu einer Liste; sie klärt die Regeln für die Identifizierung dieser mikroskopischen Organismen. Die Forscher fanden heraus, dass die neue Art und die wiederentdeckte Art zwar ähnlich aussehen, sich jedoch in spezifischen, messbaren Arten unterscheiden, wie etwa der Form ihrer Körper, der Größe ihrer internen Zellkerne und der exakten Anzahl der Haarborsten, die sie besitzen. Die Studie bestätigte auch, dass die Familie, zu der diese Kreaturen gehören, keine einzige, ordentliche Gruppe ist, sondern mehrere verschiedene Abstammungslinien enthält, die sich separat entwickelt haben. Durch die Kombination von sorgfältiger Beobachtung des physischen Körpers mit moderner genetischer Analyse hat das Team ein klareres Bild davon vermittelt, wer diese Organismen sind und wie sie miteinander verwandt sind. Diese Art der präzisen Klassifizierung ist entscheidend für das Verständnis der Biodiversität unseres Planeten und stellt sicher, dass Wissenschaftler, wenn sie in Zukunft diese winzigen, sauerstoffhassenden Kreaturen untersuchen, alle über dieselben Dinge sprechen.