Methusalem-Bakterien

Deutsche Forscher weisen lebende Bakterien in bis zu 16 Millionen Jahre alten Ablagerungen unterhalb des Meeresbodens nach

Unterhalb des Meeresbodens befindet sich ein Ökosystem riesigen Ausmaßes: Marine Sedimente bedecken ungefähr 70 Prozent der Erdoberfläche und beherbergen vermutlich bis zu 30 Prozent aller Mikroorganismen unseres Planeten. Was sich in diesen Tiefen alles abspielt, konnte man lange Zeit nur erahnen.

Ein internationales Forscherteam hat nun mit einem neuen Verfahren lebende Bakterien in bis zu 400 Meter Tiefe nachweisen können. Die Ergebnisse werden im aktuellen Nature vorgestellt.

In 1.000 Jahren um bis zu zehn Zentimeter höher

Seit Anbeginn des Lebens auf der Erde sinken abgestorbene Biomasse und von Land eingetragene Partikel auf den Meeresboden und bilden dort Ablagerungen. Der Meeresboden kann auf diese Weise im Verlauf von 1.000 Jahren um 1 bis 10 Zentimeter wachsen.

Einem internationalen Forscherteam um Axel Schippers von der Bundesanstalt für Geologie und Rohstoffe (BGR) in Hannover, vom Bremer Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie, dem Geo-Forschungs-Zentrum Potsdam GFZ und der School of Earth, Ocean and Planetary Sciences der Cardiff University ist es nun gelungen zu zeigen, dass in diesen Sedimenten aktives Leben vorhanden ist. In Bohrkernen, die aus dem östlichen Pazifik vor der Küste Perus entnommen wurden, konnten sie lebende Bakterien nachweisen.

Beachtlicher Zellreichtum

In den bei einer Ausfahrt mit dem Forschungsbohrschiff Joides Resolution entnommenen Proben fanden die Wissenschaftler einen erstaunliche Zellfülle: In den obersten Schichten gab es 100 Millionen Zellen pro Milliliter, bei einer Tiefe von bis zu 40 Metern waren es noch 1 Million pro Milliliter und ab 400 Meter Tiefe immerhin noch 100.000 Zellen. Doch die große Frage war nun, ob diese Zellen lebendig oder tot waren.

Das Forschungsschiff Joides Resolution, auf dem die Forscher im östlichen Pazifik unterwegs waren. (Bild

Um dieser Frage auf den Grund zu gehen, konzentrierten sich Schippers und sein Team auf einen bestimmten Bestandteil der Zellen, die sehr instabile ribosomale RNA. Ihre Moleküle sind nur in lebenden Zellen zu finden; sie sind Bestandteil des Proteinsyntheseapparats und damit lebensnotwendig für alle Arten von Zellen. Um sie nun sichtbar zu machen wurden die CARD-FISH-Technik und die quantitative Polymerase Chain Reaction (Q-PCR) eingesetzt. Beide Verfahren sind in Bremen zur Analyse von Meeressedimenten verbessert und erstmals erfolgreich angewendet worden.

Leben, aber langsam

Wie die nun folgenden Analysen ergaben, waren bei den Bohrkernen im östlichen Pazifik zwischen 10 bis 30 Prozent aller Zellen lebendig. Und es gelang auch die Tiefenverteilung der vorhandenen Arten an verschiedenen Standorten zu vergleichen: An den Ozeanrändern fanden sie deutlich mehr Bakterien als Archaeen -- je tiefer sie bohrten, umso geringer wurden deren Anteil.

Aus anderen Messungen schätzten die Forscher, wie viel Biomasse im Meeresboden neu entsteht: Zusammen mit der Anzahl lebendiger Zellen konnten sie jetzt berechnen, wie lang deren Verdopplungszeit ist. Und zu ihrer Überraschung stellten die Wissenschaftler fest, dass sich die Zellen der Tiefe genauso schnell teilen wie die auf dem Meeresboden. Je nach Art brauchen sie dafür zwischen einem Vierteljahr und 22 Jahren.

Viele offene Fragen

Die Zellen leben und vermehren sich also, doch das alles geht sehr langsam. Und was sie genau machen und welchen Einfluss sie auf die Umwelt ausüben, bleibt weiter zu erforschen. Offen ist auch die Frage, wie alt die Zellen, die in den 16 Millionen Jahre alten Sedimenten gefunden wurden, tatsächlich sind. Manfred Schlösser vom Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie meint dazu:

http://www.heise.de/tp/artikel/19/19539/1.html