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Erstaunliche Mikroben in der Tiefe

Tief unter dem Meeresboden haben Forscher eine erstaunliche Gemeinschaft von Mikroorganismen entdeckt: Bis in fast zweieinhalb Kilometern Tiefe fanden sie Mikrobengruppen, die dort schon seit Millionen Jahren isoliert leben.
Schwarze Kohleschichten in einem der Bohrkerne der IODP-Expedition.	FOTO: LUC BIOLON Schwarze Kohleschichten in einem der Bohrkerne der IODP-Expedition. FOTO: LUC BIOLON
Bremen. 

Statt marinen Mikroorganismen ähneln die gefundenen Mikroben Lebensformen, die man in einem typischen Waldboden erwarten würde. Dies deuten die Wissenschaftler im Fachblatt „Science“ als Hinweis auf ihre Herkunft. Denn die Sedimentschichten, in denen die Mikroben gedeihen, enthalten organisches Material, das ursprünglich vom Festland stammt. Es wurde vor etwa 20 Millionen Jahren an der Küste abgelagert, bevor es sich schließlich infolge geologischer Prozesse absenkte und unter dem Meer verschwand. Dort in der Tiefe haben sich die Lebewesen vermutlich über Jahrmillionen isoliert erhalten, schreiben die Wissenschaftler.

Die Forscher um Kai-Uwe Hinrichs vom Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen hatten 2012 Sediment-Proben vor der japanischen Halbinsel Shimokita im Nordwest-Pazifik genommen. Dabei bohrten sie bis in eine Tiefe von 2466 Metern unter dem Meeresboden.

Im gesamten Sediment-Bohrkern entdeckten sie intakte mikrobielle Zellen.

Deren Häufigkeit nahm mit zunehmender Tiefe ab, unterhalb von 1,5 Kilometern jedoch rapide. Die Zellzahl in der Tiefe sei äußerst gering, erläutert Hinrichs. „Wir sehen: Da ist Leben. Aber es ist weniger Leben, als wir erwartet hatten.“

Geochemische Untersuchungen zeigen, dass die Mikroben Stoffwechsel betreiben und Methan produzieren, vor allen in Kohleschichten, die in den Sedimenten enthalten sind. Im Labor legten die Wissenschaftler Zellkulturen an. Stellten sie den Mikroben Kohlenstaub als Energiequelle zur Verfügung, vermehrten sich die Mikroorganismen.

Die Forscher fanden, dass manche der kultivierten Mikroben zur Gruppe der methanbildenden Archaea gehören.

Genetische Analysen ergaben eine enge Verwandtschaft zu zwei Arten dieser einzelligen Organismen, die aus kohleführenden Schichten bekannt sind. In den tieferen Schichten fanden die Forscher ferner verschiedene Gruppen von Bakterien, die ebenfalls andernorts vorkommen. „Die molekularen Signaturen passten zu Bakterien, die man in einem modernen Wald im Boden finden würde“, sagt Hinrichs.

Die Untersuchung zeige, dass Sedimente, die ursprünglich vom Festland stammen, noch Jahrmillionen nach ihrer Versenkung im Meeresboden mikrobielle Gemeinschaften erhalten, schreiben die Wissenschaftler. Die Studie weise aktives Leben in Sedimenten in bisher größter Tiefe nach, kommentiert Julie Huber vom Marine Biological Laboratory in Woods Hole (US-Staat Massachusetts). „Dennoch ist es noch ein langer Weg, bis wir das mikrobielle Leben tief unter dem Meeresboden vollständig entdeckt und verstanden haben.“

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