Toxizyste

Toxizysten (auch Toxicysten) sind spezialisierte, zu den Extrusomen gehörende Zellorganellen, die bei einigen Ciliaten (Wimpertierchen), vorkommen. Sie sind, unter vielen anderen, etwa bei den Gattungen Didinium, Dileptus, Prorodon, Litonotus, Coleps und Homalozoon nachgewiesen. Tooxizysten sind typisch für die Ordnung (oder Unterklasse) Haptoria und darin weit verbreitet, aber nicht darauf beschränkt. So gehört Coleps zu den Prostomatea. Der Name geht darauf zurück, dass sie ein Gift (von lateinisch toxicum – aus altgriechisch τοξικόν [φάρμακον] toxikón [phármakon] „Pfeil[-gift]“, dieses zu τόξον tóxon „Bogen, Pfeil und Bogen“) enthalten.

Toxizysten wurden schon in den 1930er Jahren von dem in Münster forschenden Zoologen Friedrich Krüger (1902 bis 1982), später an der Biologischen Station Helgoland, beschrieben und erforscht.

Toxizysten dienen immer zum Beutefang der durchweg räuberischen Arten. Dementsprechend sind sie meist im Bereich um den Zellmund konzentriert.^[1][2] Gerät der Organismus in Kontakt mit einem Beuteorganismus, werden sie ausgestoßen.

In Ruhestellung sind sie unter dem Lichtmikroskop als stäbchen- oder trommelschlegelförmige Struktur erkennbar.^[2][3] Je nach Art sind sie etwa 5 bis 7, selten 20 bis 30 Mikrometer lang. Eine Art kann mehrere unterscheidbare Formen oder Typen davon besitzen. Unter dem Elektronenmikroskop ist eine feste Kapsel erkennbar, in der röhrenförmige Strukturen erkennbar sind. Wird die Organelle ausgelöst, läuft die Reaktion in wenigen Millisekunden ab. Zunächst verschmilzt die Membran der Organelle mit der äußeren Zellmembran. Danach wird eine röhrenförmige Struktur unter hohem Druck explosiv aus der Kapsel nach außen ausgestoßen oder die innere Auskleidung fingerartig nach außen ausgestülpt. Das Beutetier, meist ein anderer Ciliat, wird bei Kontakt durch die Giftwirkung immobilisiert. Bei der Gattung Didinium sind sie mit einer Spitze versehen und bohren sich wie eine Harpune in den Beuteorganismus ein. Im Genom der Haptoria, die Toxizysten ausbilden, wurden zahlreiche Gene für Verdauungsenzyme mit toxischer Wirkung, wie Hydrolasen und Phosphatasen, nachgewiesen.^[1]

Durch den Einsatz von Toxizysten können räuberische Ciliaten wie Homalozoon vermiculare agile und schnell schwimmende Beuteorganismen, etwa der Gattungen Paramecium oder Colpidium erbeuten. Voraussetzung dafür ist aber mechanischer Kontakt mit der Beute.^[4]