Fotosynthetiserende eencelligen die in mutualistische symbiose leven met koralen en andere mariene ongewervelde dieren
Fotosynthetiserende symbionten komen voor in allerlei diergroepen van het mariene milieu, o.a. sponzen (Porifera), neteldieren (Cnidaria), platwormen (Platyhelminthes), weekdieren (Mollusca) en zakpijpen (Urochordata). Deze dieren hebben daardoor de kleur van de symbionten en profiteren van de fotosyntheseproducten. In sommige gevallen zijn de dieren geheel afhankelijk van hun zoöxanthellen. Waarom juist deze fyla zoveel symbionten hebben is niet bekend. Sommige andere fyla (Arthropoda, Nematoda) hebben nooit fotosynthetiserende symbionten.
De symbionten zelf zijn cyanobacteriën, dinoflagellaten, groenwieren, prasenophyten of diatomeeën. Er is geen fylogenetische samenhang tussen de symbionten en hun gastheren. Overduidelijk is de zoöxanthellen-symbiose meerdere malen ontstaan.
Een veel voorkomende symbiont is de dinoflagellaat Symbiodinium minutum die leeft in koraalpoliepen. In vrijlevende vorm heeft deze protist de typische kenmerken van een dinoflagellaat, maar in de gastheer vormt hij een coccoïd, een grote ronde cel met doorlatende celwand. De symbiont scheidt goed oplosbare koolstofverbindingen uit zoals maltose, glycerol en organische zuren, waarvan de gastheer profiteert. Ongeveer 50% van de koolstoffixatie wordt afgestaan aan de gastheer. Het voordeel voor de alg is minder duidelijk, want hij kan ook vrijlevend voorkomen.
De vraag is hoe zo’n stabiel mutualisme ontstaat. Uit genexpressiestudies blijkt dat het symbiosoom (het intracellulaire blaasje waarin de coccoïd nestelt) op te vatten is als een vroegtijdig stopgezet fagosoom (een blaasje dat ontstaat bij fagocytose). Zolang de alg fotosyntheseproducten levert houdt de gastheer het symbiosoom in stand. Bij afname van de opbrengst of in geval van stress (bijvoorbeeld als de fotosynthese teveel zuurstofradicalen produceert) wordt de alg alsnog verteerd of uitgestoten, wat leidt tot het “verbleken” van een koraal.
