Einige gesunde Fische haben Bakterien in ihren Gehirnen.

Einige Fische haben Bakterien im Gehirn.

Wildlebende und im Labor gezüchtete Mitglieder der Lachsfamilie, einschließlich des europäischen Regenbogenforelle, des Königslachs und des Gilatrouts, beherbergen aktive mikrobielle Gemeinschaften in ihren Gehirnen, berichten Forscher am 18. September in Science Advances. Im Labor aufgezogene Regenbogenforellen (Oncorhynchus mykiss) beziehen wahrscheinlich mehr als die Hälfte der Bakterien aus ihrem Blut und ihren Eingeweiden, was darauf hindeutet, dass Mikroben aus anderen Körperteilen die Blut-Hirn-Schranke überqueren, um das Organ zu besiedeln.

Es wird angenommen, dass tierische Gehirne frei von Bakterien sind und eine Invasion normalerweise mit Krankheiten in Verbindung gebracht wird. Eine wachsende Anzahl von Arbeiten zeigt beispielsweise, dass ins Gehirn eindringende Mikroben mit Bedingungen wie Alzheimer-Krankheit bei Menschen in Verbindung stehen können. Die neue Erkenntnis deutet jedoch darauf hin, dass Bakterien für Fischgehirne nicht unbedingt schlechte Nachrichten sind. Die Tiere scheinen größtenteils gesund zu sein, obwohl sie Mikroben in ihren Schädeln haben.

Die Gehirnbakterien könnten Fischen helfen, mikrobielle Signale in der Umgebung wahrzunehmen, sagt Irene Salinas, eine evolutionäre Immunologin an der University of New Mexico in Albuquerque. Dies könnte wandernden Fischen helfen, Flüsse zu navigieren.

Salinas und Kollegen untersuchten Gehirnproben von Regenbogenforellen auf Bakterien, und entfernten zunächst das Blut aus den Organismuskörpern, um eine Kontamination zu vermeiden. Die Zählungen des genetischen Materials aus vier Gehirnregionen zeigten, dass Fischgehirne ähnliche Bakterienmengen wie die Milz aufwiesen, aber nur ein Tausendstel der Mengen ihrer Eingeweide. Wildlebende Regenbogenforellen, Atlantiklachse, Königslachse und Gilatrouts haben auch Gehirnmikrobiome, jedoch mit unterschiedlichen Gemeinschaften als Labortrouten und in verschiedenen Mengen, die möglicherweise von verschiedenen Organen stammen.

Das Team isolierte und züchtete insgesamt 54 Stämme von Laborfischen, um zu zeigen, dass das Mikrobiom im Gehirn aktiv ist. Genetische Analysen zeigten auch Anzeichen dafür, dass Bakterien sich an das Leben im Gehirn anpassen, einschließlich Strukturen, die möglicherweise helfen, Mikroben die Blut-Hirn-Schranke zu überqueren. Ob die Mikroben sich langfristig festsetzen oder die Populationen ständig von anderen Organen aufgefrischt werden, ist noch unklar.

Gehirnbakterien sind jedoch nicht immer vorteilhaft für Fische. In den Gehirnen von erwachsenen Königslachsen kann sich Amyloid-Beta ansammeln, das Protein, das bei Alzheimer eine Rolle spielt, und sie neigen dazu, mehr Bakterien als Jungtiere zu haben, wenn die Erwachsenen dem Tod näher kommen. Ähnlich wie die Darmmikroben aus dem Gleichgewicht geraten können, ist es möglich, dass manchmal auch "mikrobiota im Gehirn aus dem Gleichgewicht geraten" und Probleme für die Tiere verursachen, sagt Salinas.

Diese Erkenntnisse werfen jedoch Fragen auf, ob Bakterien im Gehirn ein Merkmal sind, das einzigartig für Fische ist, oder ob auch andere Wirbeltiere Gehirne voller Bakterien haben. Und wenn es um Fische geht, gibt es auf dem Planeten "eine Vielzahl verschiedener Fische", sagt Salinas. Vielleicht haben Tiefseefische oder Haie einzigartige Bakterien in ihren Gehirnen, die ihnen helfen, sich an ihre Umgebungen anzupassen.