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