Viren scheinen in der Lage zu sein, große Entfernungen im Boden zurückzulegen, indem sie auf winzigen Fadenwürmern reisen, berichten Forscher in einer in bioRxiv veröffentlichten Studie. Sie legen nur wenige Zentimeter zurück, aber im Vergleich zu ihrer Körpergröße ist das so, als würden sie Tausende von Kilometern per Anhalter reisen, sagt John Dennehy, ein Virusökologe am Queens College, der nicht an der Studie beteiligt war.

Die Entdeckung könnte zur Klärung der Frage beitragen, wie eine Klasse von Viren, die so genannten Phagen, weit entfernte Bakterien infizieren, obwohl keine von ihnen zur aktiven Bewegung fähig sind. Die Forschung könnte zur Entwicklung neuer Methoden zum Schutz von Pflanzen führen und Biomedizinern helfen, durch den Boden übertragene Krankheiten besser zu verstehen, sagt Molly Matty, eine Mikrobiologin an der Universität von Portland, die ebenfalls nicht an der Arbeit beteiligt war.

Dennehy hatte zuvor festgestellt, dass Bodenphagen unter künstlichen Bedingungen auf Nematoden übertragen werden können. Im Jahr 2006 wies sein Team nach, dass Viren, die auf eine Seite einer Petrischale gegeben werden, nur dann Bakterien auf der anderen Seite infizieren können, wenn Fadenwürmer vorhanden sind. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass die Würmer die mit Phagen infizierten Bakterien gefressen haben und dann auf die andere Seite der Schale gekrochen sind, um die Phagen zu entleeren, so dass die Viren noch mehr Bakterien infizieren konnten. Es war jedoch nicht klar, ob das Gleiche in der Realität passieren würde.

"Die Verifizierung außerhalb des Labors war eine große experimentelle Herausforderung", erinnert sich Dennehy, der den Versuch schließlich aufgab. Es dauerte fast 20 Jahre, bis Lisa van Sluijs, eine Nematologin am Wageningen University and Research Institute, sich mit dem Bodenökologen Kyle Mason-Jones vom Netherlands Institute of Ecology zusammentat, um das Problem erneut anzugehen. Die Forscher wiederholten Dennehys Experiment, füllten aber diesmal Testtöpfe mit Kompost und sandigem Boden.

Als die Experten infizierte und nicht infizierte Bakterien im Abstand von 2 Zentimetern in die Gefäße setzten, passierte nichts. Als jedoch die Würmer Caenorhabditis elegans oder C. remanei zu der Mischung hinzugefügt wurden, begannen die Phagen innerhalb weniger Tage, die gesunden Bakterien zu töten. Die Bakterien überwanden irgendwie die 2 Zentimeter, die die beiden Gruppen von Viren trennten, eine Entfernung, die etwa eine Million Mal ihrer eigenen Körpergröße entspricht, sagt Van Sluijs.

Wie in Dennehys Experiment beobachtet, wanderten die Phagen in einigen Fällen in einen Fadenwurm, der ein infiziertes Bakterium gefressen hatte. Durch Zugabe einer Chemikalie, die die Fadenwürmer daran hinderte, die Bakterien zu fressen, konnten die Forscher jedoch auch zeigen, dass die Phagen oft einfach an der Außenseite der winzigen Würmer kleben blieben. Das Team stellt die Hypothese auf, dass es den Phagen oder möglicherweise phageninfizierten Bakterien irgendwie gelingt, an der äußeren Oberfläche des Wurms zu haften, der dann im Boden oder Kompost herumrollt, um die nicht infizierten Bakterien zu erreichen.

Diese Entdeckung könnte ein sehr wichtiges Teil des Puzzles sein, wie die Phagen ihren Wirt finden, sagt der Bodenökologe Philippe Baveye. Laut Matty könnte der Weg zum Fadenwurm nur der Anfang der Reise sein. Wie der Experte anmerkt, neigen Nematoden selbst dazu, auf größere Organismen wie Schnecken oder Krebse zu klettern, wodurch die Viren noch größere Entfernungen zurücklegen können.

Nach Ansicht von Jin Lee, Molekulargenetiker an der Yonsei-Universität, macht diese Entdeckung die Untersuchung von Phagen in der Bodenökologie noch wichtiger. Ich hätte nie gedacht, welche Auswirkungen Phagen auf diese Gemeinschaften haben könnten", sagt er. Van Sluijs glaubt auch, dass dieser Einfluss größer sein könnte, als viele Leute dachten. Abgestorbene Bakterien sind ein wichtiger Bestandteil des im Boden gespeicherten organischen Kohlenstoffs. "Virusinfektionen beschleunigen das Absterben von Bakterien, und das Trampen kann die Reichweite der Viren und damit die Geschwindigkeit des Bakteriensterbens erhöhen", erklärt er.

Van Sluijs sagt, dass Phagen und ihre Mobilität nicht nur die Geschwindigkeit des Bakteriensterbens und die Kohlenstoffakkumulation verändern, sondern auch die Fähigkeit von Bakterien beeinflussen können, Pflanzen zu zerstören oder menschliche Krankheiten zu verursachen. Der Forscher hofft, mit der Entwicklung von Computermodellen beginnen zu können, die diese Auswirkungen besser aufzeigen können.