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Onlinemagazin - 69. Ausgabe - Heiß und Giftig




 Geschrieben von Brigitte und Harry

Heiß und giftig – Oasen der Tiefsee

von Brigitte Auer und Harald Mathä

Lange Zeit nahmen die Forscher an, dass die Tiefsee nur von wenigen Organismen besiedelt wird und der Meeresboden weitgehend tot ist. Dass in diesen finsteren und öden Tiefen nur Aasfresser, einige Räuber und Bakterien leben können. Weit gefehlt!

Doch dann kamen in den 70er Jahren die ersten gut ausgerüsteten Unterseeboote und mit ihnen die ersten Expeditionen in eine Tiefe von über 3000 m.
-und sie machten eine sensationelle Entdeckung:
Dort UNTEN wimmelt es förmlich nur so von Leben. Nicht nur "niedere Tiere"! Nein, Wälder aus Röhrenwürmern, rote Garnelenschwärme, mit Seepocken und Entenmuscheln dicht bewachsene Felsen. Dazwischen Krabben, Seesterne und sogar Fische.

Schwarzer Raucher - Black Smoker
"Black Smoker" in der Tiefsee

Wie kann das sein? Hier existiert ein komplettes Ökosystem mit Röhrenwürmern, die normalerweise Plankton aus dem Wasser filtrieren. Mit verschiedenen Schnecken, Garnelen und anderem Kleingetier, das den Bakterienrasen auf den Felsen abweidet. Mit kleinen Krabben, die sich vom Kleingetier ernähren. Und natürlich mit Fischen, die auch vor Krabben nicht halt machen. (Das erinnert doch sehr an die uns längst bekannten Nahrungsketten, oder?)

Vielleicht ist für manchen Leser das riesengroße Fragezeichen hinter dieser Entdeckung noch nicht klar geworden. Wir sind so an das Leben mit Pflanzen gewöhnt, die einfach nur mit Wasser, Luft und Sonne prächtig gedeihen, dass wir über das WIE meist gar nicht weiter nachdenken.

Kiwa Hirsuta - Behaarter Mittelkrebs
Tiefseebewohner: Behaarter Mittelkrebs (Kiwa hirsuta) Erst 2005 entdeckt!

Doch an eben dieser Stelle sollten wir uns die Geschichte genauer ansehen:
Der Motor für (fast) alles Leben auf der Erde ist die Sonne. Sie versorgt uns mit Energie. Energie, die die Pflanzen brauchen, um aus Wasser und Kohlendioxid Kohlenhydrate ("Zucker") zu machen. Der Zucker lässt sich dann in alle anderen Stoffe umbauen, die notwendig sind, damit Zellen, Organe und ganze Lebewesen wachsen können. (Dazu braucht man natürlich noch ein paar andere Elemente, aber die sind hier jetzt nicht wichtig). Wichtig ist, dass nur die Pflanzen zur Photosynthese fähig sind, und alle Tiere sich (wenn auch nicht immer direkt) von dieser gebildeten Pflanzenmasse ernähren.

Gras wächst in der Sonne- Kuh frisst das Gras und Kuh wächst - und ein Stückchen dieser Kuh liegt dann irgendwann als feines Steak oder Tafelspitz bei uns auf dem Mittagstisch... Verstanden?

Jericho Wurm
Jericho-Wurm

Nun, das Sonnenlicht dringt aber NICHT bis in die Tiefsee vor, spätestens ab 1000 m herrscht absolute Finsternis. Hier haben die Pflanzen keine Chancen.
Ergo: keine Chance auf ein leckeres Steak, oder?
Jetzt stelle ich noch einmal die Frage:
Wovon leben diese Tiere?
Antwort: Von oder mit Bakterien.

Krebse und Krabben aus der Tiefsee
Krebse und Krabben aus der Tiefsee

Es hat sich gezeigt, dass diese Inseln des Lebens sich immer an so genannten Hot Spots der Tiefseegräben entwickelt haben. An den Schwarzen Rauchern tritt ständig kochend heißes Wasser aus, das aus den tieferen Gesteinsschichten eine Vielzahl von Stoffen mitbringt. Viele wertvolle Metalle wie Eisen, Mangan, Zink und Kupfer sind dabei (die Pläne, diesen Reichtum wirtschaftlich zu nutzen, werden aber wohl auch künftig an der nicht eben geringen Wassertiefe scheitern).

Doch der wichtigste Stoff für die Bakterien ist der Schwefelwasserstoff.
Für uns Menschen und für viele andere Tiere und Pflanzen ist Schwefelwasserstoff ein tödliches Gift.
Richtig! Das ist das nach faulen Eiern riechende Gas, dass im anorganischen Praktikum noch drei Labors weiter Würgereiz und feindselige Zurufe hervorrief, wenn der Abzug nicht richtig absaugte oder man "schweinigelte"!

Tiefsee-Seegurke Skelettelement
Skelettelement einer Tiefsee-Seegurke

Geringe Mengen davon reichen bereits aus, um einen erwachsenen Menschen umzubringen. Chemiker hingegen scheinen dagegen immun und verlieren davon maximal ihre Haare (Insiderwitzerl ;-)) Doch hier in der Tiefsee gibt es Bakterien, die nicht nur damit leben- können, sondern auch davon. Nicht irgendwelche Bakterien, sondern ganz spezielle Arten, die vermutlich schon seit Anbeginn des Lebens auf der Erde hier waren. Die vielleicht sogar der Ursprung des Lebens selbst sind. Oder zumindest nahe dran.

Diese Archebakterien beziehen ihre Energie nicht aus dem Sonnenlicht, sondern aus einer chemischen Reaktion. Und zwar aus der Spaltung des Schwefelwasserstoffs. Mit dieser Energie sind sie dann in der Lage (genauso wie die Pflanzen), aus Wasser und CO2 wieder die uns schon bekannten Zuckermoleküle aufzubauen. Diese Bakterien gedeihen hier so prächtig, dass sie tatsächlich die Grundlage für das gesamte Ökosystem an diesen heißen Schloten bilden.

Modell Bakterie
Modell einer Bakterie - Das Weiße ist NICHT das Gehirn!

Doch für die Tiere besteht weiterhin noch ein großes Problem. Ich möchte nur kurz in Erinnerung rufen, dass Schwefelwasserstoff für die meisten Tiere tödlich giftig ist. Aber wie genau wirkt dieses Gift?

Die meisten Tiere transportieren den lebensnotwendigen Sauerstoff von den Lungen oder (hier wohl eher) den Kiemen durch den Körper. Damit der Sauerstoff auch tatsächlich dort ankommt, wo er hin soll, wird das Gas an ein großes Molekül gebunden, bei uns Menschen z.B. an das Hämoglobin (roter Blutfarbstoff- Haem). Nun hat Schwefelwasserstoff die unangenehme Eigenschaft, genau in diese Andockstelle am Hämoglobin zu passen. Das hat zur Folge, dass wir keinen Sauerstoff mehr aufnehmen können und innerlich ersticken.

Unsere Tiefseebewohner haben sich einen Trick einfallen lassen, um dieses Problem zu lösen. Mit einer zweiten Andockstelle am Hämoglobin, die für den Schwefelwasserstoff maßgeschneidert ist, bleibt der Platz für den Sauerstoff frei. Und dem üppigen Tiefseeleben und Wachstum steht so nichts mehr wirklich im Weg.

Tiefseekrabbe Präparat
Präparat einer Tiefseekrake

Einige Tiere sind sogar dazu übergegangen, diese Bakterien symbiotisch zu kultivieren, um sich gar keine Gedanken mehr um ihre Ernährung machen zu müssen. Der Riesenröhrenwurm besitzt ein eigenes Organ, in dem die Bakterien mit allem Lebensnotwendigen versorgt werden, allen voran natürlich mit Schwefelwasserstoff. In einem komplizierten Aufbau von Versorgungs- und Ernährungsbereichen werden die einzelnen Stoffe getrennt transportiert - und das ganze, in bester Lage direkt am Austrittsort des leckeren Schwefelwasserstoffs, gut vor Fressfeinden geschützt im Inneren des Wurmes. Die Bakterien danken es mit einer reichen Produktion von Nährstoffen, von denen dann auch dieser Wurm lebt.

Modell eines schwarzen Rauchers - Tiefsee
Modell eines "Schwarzen Rauchers" mit den Riesenröhrenwürmern

Diese und viele weitere faszinierenden Geschichten sind noch bis 1. Oktober 2006 im Biologiezentrum des Landesmuseums in Linz, Österreich zu bewundern. Die kleine, aber feine Ausstellung ist sicher einen Besuch wert!

Eintritt frei!
Führung (empfehlenswert): 2,50 Euro

Kontakt
Biologiezentrum des OÖ Landesmuseum
Johann-Wilhelm Klein Str. 73
A-4040 Linz
Tel.: +43/(0)732/759733-10
Führungszeiten sind auf der Homepage zu finden bzw. telefonisch zu erfragen!

Dr. Brigitte Auer und Exponate
Autorin Dr. Brigitte Auer und Exponate der Ausstellung

Interessante Links

Biologiezentrum Linz
Moostiere (Ausstellung 2005)
Taucher.Net Biologie Links


© 2006 by Dr. Brigitte Auer und Harald Mathä
Brigitte Auer ist übrigens Mitautorin unseres tollen Taucher.Net Österreich Tauchführers!



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