Konstanz — Störun­gen in der Umwelt sind häufig, und Gemein­schaf­ten, die aus mehre­ren Arten bestehen, schei­nen sich in der Krise gut zurecht­zu­fin­den. Wissen­schaft­le­rin­nen und Wissen­schaft­ler der Univer­si­tät Konstanz und der finni­schen Univer­si­tä­ten Helsin­ki und Turku nutzten in einem Labor­ex­pe­ri­ment Bakte­ri­en als Beispiel.

Es galt, zu erfor­schen, wie Gemein­schaf­ten, die sich aus mehre­ren Arten zusam­men­set­zen, auf Störun­gen reagie­ren. Solche Störun­gen können beispiels­wei­se im mensch­li­chen Darm nach Einnah­me von Antibio­ti­ka vorkom­men und zu Durch­fall führen.

Das inter­dis­zi­pli­nä­re Forschungs­team unter­such­te in der Studie, deren Ergeb­nis­se in Nature Ecolo­gy and Evolu­ti­on vom 10. August 2020 nachzu­le­sen sind, wie eine Gemein­schaft aus 34 Bakte­ri­en­ar­ten auf Antibio­ti­ka­ga­ben reagiert.

Den Bakte­ri­en­ge­mein­schaf­ten wurden — laut Uni Konstanz — drei verschie­den hohe Antibio­ti­ka­kon­zen­tra­tio­nen verab­reicht, zusätz­lich gab es eine antibio­ti­ka­freie Kontroll­grup­pe. Die Forschen­den beobach­te­ten, wie sich die Zusam­men­set­zung der Bakte­ri­en­ge­mein­schaft nach der Antibio­ti­ka-Exposi­ti­on verän­der­te und wie die Bakte­ri­en­ge­mein­schaft reagier­te, nachdem die Antibio­ti­ka­ga­be beendet wurde.

Es stell­te sich heraus, dass sich einige Bakte­ri­en­ar­ten durch die Antibio­ti­ka­ga­be vermehr­ten, während andere dezimiert wurden. Die Verän­de­run­gen waren umso größer, je höher die Antibio­ti­ka­kon­zen­tra­ti­on war.  “Überra­schen­der­wei­se stell­ten wir fest, dass die Zusam­men­set­zung der Bakte­ri­en­grup­pen trotz des starken Effekts der Antibio­ti­ka auf das Bakte­ri­en­wachs­tum bald wieder dem Ursprungs­zu­stand glich. Nur unter dem höchs­ten Antibio­ti­kaspie­gel in unserem Experi­ment erhol­ten sich einige Bakte­ri­en nicht, und so konnte die Gemein­schaft ihren Ursprungs­zu­stand nicht mehr herstel­len”, erklät Limno­lo­ge Prof. Dr. Lutz Becks von der Univer­si­tät Konstanz.

Und weiter: “Aber sogar diese Gruppen erreich­ten wieder ihre ursprüng­li­che Zusam­men­set­zung, nachdem wir in regel­mä­ßi­gen Abstän­den eine kleine Mengen der Ausgangs­ge­mein­schaft zugeführt hatten.”

Erstma­lig verwen­de­ten die Wissen­schaft­le­rin­nen und Wissen­schaft­ler eine kontrol­lier­te Labor­bak­te­ri­en­ge­mein­schaft mit hohem Repli­ka­ti­ons­grad. Bei den meisten frühe­ren Studi­en zu diesem Thema handel­te es sich um Beobach­tungs­stu­di­en, die sich auf den Nachweis von Korre­la­tio­nen beschränk­ten und stören­den Umwelt­ein­flüs­sen unter­la­gen.

Ein weite­res wichti­ges Ergeb­nis dieser Studie war, so die Univer­si­ät, dass die Reakti­on repli­zier­ter Gemein­schaf­ten unter densel­ben experi­men­tel­len Behand­lun­gen relativ wieder­hol­bar war. Dies könnte zum Teil mit den wichti­gen, erbli­chen Merkma­len der Indivi­du­en, nämlich Wachs­tums­ra­te und Antibio­ti­ka-Empfind­lich­keit, erklärt werden, die für jede Art in der Gemein­schaft separat gemes­sen wurden.

Lutz Becks: „Das deutet darauf hin, dass zukünf­tig in bestimm­ten Fällen die Reakti­on der Gemein­schaft auf Störun­gen vorher­seh­bar sein kann, auch wenn wir in dieser Studie die Wieder­hol­bar­keit noch nicht gut genug erklä­ren konnten, um Vorher­sa­ge­mo­del­le daraus zu entwi­ckeln.”