Magnetotaxis

Magnetotaxis ist die Orientierung der Bewegungsrichtung von Lebewesen in einem Magnetfeld. Ökologisch bedeutend ist die Orientierung am magnetischen Feld der Erde. Nach bisherigen Erkenntnissen spielen dabei sogenannte Magnetosomen eine Rolle. Das sind in Biomembranen eingehüllte Kristalle von Magnetit (Fe^III₂Fe^IIO₄) oder Greigit (Fe^III₂Fe^IIS₄) mit einem Durchmesser von etwa 40 - 90 nm. Sie besitzen einen Eigenmagnetismus und tendieren zu einer Ausrichtung in Magnetfeldern.

Magnetotaktische Bakterien sind aquatisch (in Gewässern vorkommend) und mikroaerophil (an geringe Sauerstoffkonzentrationen angepasst), bewegen sich mit Hilfe von Geisseln und besitzen in ihrem Inneren Magnetosomen, die in einer Reihe angeordnet sind. Die meisten magnetotaktischen Bakterien sind [[Spirillen}]], ein Beispiel ist die Art Magnetospirillum magnetotacticum. Die Bakterien werden durch die Magnetosomen parallel zu den Kraftlinien des Erdmagnetfelds ausgerichtet. Die Polarität ist bei magnetotaktischen Bakterien auf der Nordhälfte der Erde so ausgerichtet, dass sie sich beim Schwimmen in Richtung auf den magnetischen Nordpol bewegen. Wegen der Inklination des Erdmagnetfelds ausserhalb der Äquatorregion ist die Bewegung schräg nach unten gerichtet. Bei magnetotaktischen Bakterien auf der Südhälfte der Erde wird dasselbe bewirkt, indem die Polarität so ausgerichtet ist, dass sie sich in Richtung auf den magnetischen Südpol bewegen. Durch die Abwärtsbewegung wird erreicht, dass die Bakterien auf kurzem Weg in die Grenzschicht des Wassers dicht über dem Sediment gelangen. Dort ist wegen der höheren Sauerstoffzehrung beim Abbau organischer Stoffe im Sediment die Sauerstoffkonzentration niedrig und zudem stehen organische Stoffe in diesem Bereich in höherer Konzentration zur Verfügung als in höher gelegenen Wasserschichten. Das sind günstige Bedingungen für die heterotrophen mikroaerophilen Bakterien. Eine Alternative ist Chemotaxis, die bei nicht-magnetotaktischen Bakterien zum selben Ziel führen kann. Chemotaxis beruht aber auf dem Prinzip "Versuch und Irrtum", so dass chemotaktische Bakterien das Ziel nur auf Umwegen erreichen.

Magnetosomen kommen auch bei Algen vor.

Bei einigen höheren Lebewesen, auch bei Wirbeltieren, wurden Magnetosomen im Bereich der Ohren oder im Gehirn nachgewiesen. Man nimmt an, dass sie bei der Orientierung der Bewegung dieser Lebewesen eine wichtige Rolle spielen.

See also: Magnetotaxis, Bakterien, Biomembranen, Chemotaxis, Heterotrophie, Magnetfeld, Magnetit