Faszinierender Erreger: Forscher staunen über schwimmendes Riesenvirus

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Sie sind wohl die wahren Herrscher unseres Planeten. Doch bis vor kurzem haben wir sie schlicht nicht beachtet. Selbst heutzutage wissen wahrscheinlich wenige Menschen außerhalb von Labors und Seminarräumen, dass es in den Weiten der Weltmeere eine unvorstellbar große Armee von Viren gibt. "Wenn Leute an Viren denken, dann meistens nur an die kleinen Dinger, die uns krank machen", sagt Mike Allen vom Plymouth Marine Laboratory im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE.

Dabei beeinflussen die aggressiven Winzlinge das Leben von fast allen Organismen auf der Erde. Außerdem beherbergen sie ein riesiges genetisches Reservoir. Über seinen Umfang werden sich Wissenschaftler erst langsam klar - und eine neue Entdeckung lässt sie dabei besonders staunen.

Statistisch gesehen leben in jedem Tropfen Seewasser etwa zehn Millionen Viren. Und nicht auf uns Menschen haben sie es abgesehen, sondern auf die zahllosen Bakterien, mit denen sie den Lebensraum teilen. Forscher gehen davon aus, dass jeden Tag etwa 50 Prozent der in den Weltmeeren schwimmenden Mikroben das Opfer eines Virenangriffs werden - nicht zuletzt, weil es zehn Mal mehr Viren im Wasser gibt als potentielle Ziele.

Jetzt haben sich Forscher einen besonders eindrücklichen Vertreter der marinen Viren näher angesehen. Das Cafeteria-roenbergensis-Virus (CroV) wurde in den neunziger Jahren vor der texanischen Küste entdeckt. Bei der Untersuchung seines Genoms kamen die Forscher aus dem Staunen nicht heraus: Das Virus-Erbgut umfasst etwa 730.000 DNA-Basenpaare.

Nicht viel, so scheint es, gegen die gut drei Milliarden beim Menschen - und doch ist CroV deutlich opulenter bestückt als die anderen marinen Viren. Die haben normalerweise - ähnlich wie ihre Kollegen an Land - oft einen denkbar simplen Bauplan. Schließlich müssen sie nur wenig leisten: eine Zelle kidnappen. Die muss anschließend noch zur Produktion von weiteren Viren umprogrammiert werden bis sie platzt - fertig.

Das Cafeteria-roenbergensis-Virus macht das ganz genauso. Allerdings ist das Erbgut des Erregers sogar komplizierter als das von einigen Einzellern. Warum, das wissen die Forscher nicht so recht. "Es verfügt über deutlich mehr komplizierte Gene als wir vorher dachten", bilanziert Mike Allen. Er ist Co-Autor eines Fachartikels über das Virenerbgut, der nun im Fachmagazin "Proceedings of the National Academy of Sciences" erschienen ist.

Durch seine umfangreiche genetische Ausstattung kann der Erreger überraschend viele Zellbestandteile, die er für die Reproduktion braucht, selbst herstellen. Das ist etwas besonderes, denn normalerweise setzten die Erreger auf die Ressourcen der Wirtszelle, um sich hemmungslos zu vermehren. Ohne die Eiweiße seines oft todgeweihten Opfers kann sich der fiese Eindringling nicht vervielfältigen. Anhand dieses Merkmals treffen die allermeisten Forscher die Unterscheidung zwischen lebenden Organismen und den Viren.

Doch CroV, zweitgrößter bekannter Virus überhaupt, verwischt diese Grenze. Er bringt einen großen Teil des nötigen Werkzeugarsenals selbst mit - und erinnert damit an das Mimi-Virus. "Das heißt zwar nicht, dass sie die Zelle nicht brauchen", sagt Matthias Fischer von der von der University of British Columbia in Vancouver. "Aber der Zellkern ist gar nicht mehr wichtig. Unser Virus richtet sich außerhalb in einer Art Virenfabrik ein."

Forscher vermuten zahlreiche weitere Riesenviren im Meer

Die marinen Viren sind weit mehr als eine akademische Kuriosität. Sie bestimmen entscheidend darüber mit, wie die Nahrungsketten in den Ozeanen aussehen. Für CroV trifft das ganz besonders zu. Er befällt eine weitverbreitete Art des Zooplankton, den Flagellaten Cafeteria roenbergensis. Diese vier Mikrometer großen Einzeller ernähren sich von Bakterien und kommen weltweit in den Meeren vor bis hinab in die Tiefsee.

Als entscheidender Teil des Zooplanktons ist der Einzeller wichtig für den Kohlenstoffkreislauf und die Wiederverwertung von Nährstoffen im Wasser. Und diesem Organismus an der Basis der marinen Nahrungskette macht das Virus zu schaffen. Allerdings ist die genaue Rolle des Erregers im Gesamtsystem noch weitgehend unbekannt. Klar ist aber, dass marine Viren über die Jahrmillionen dafür gesorgt haben, dass nicht eine bestimmte Art von Einzellern in den Ozeanen überhand nimmt.

Die Wissenschaftler vermuten, dass CroV nur ein Vertreter einer großen Gruppe bisher unentdeckter mariner Riesenviren ist. Hinweise darauf lieferten Untersuchungen des Genomforschers Craig Venter. Er hatte von einem Schiff aus bei einer Reise um die Welt regelmäßig Wasserproben genommen. Dann bestimmte er die Genome der darin enthaltenen Organismen - ohne diese im Detail zu kennen.

So entstanden riesige Genomdatenbanken des Lebens im Meer. Bei der Recherche in diesen Katalogen fanden Forscher zahllose Gensequenzen, die denen in CroV gefundenen ähneln. Das deutet darauf hin, dass es noch zahlreiche weitere Erreger ähnlichen Typs gibt. Besonders interessant dabei: Etwa die Hälfte der Gene, die Wissenschaftler in den marinen Viren finden, sind ihnen noch nirgendwo sonst untergekommen. Sie gehen deswegen davon aus, dass die Legionen der schwimmenden Winzlinge das größte genetische Reservoir des Planeten bilden. "Genau genommen leben wir in einer Virenwelt", fasst Mike Allen die Lage zusammen.