Hungerkünstler tief im Meeresboden

Hungerkünstler tief im Meeresboden
Internationales Forscherteam: Natürliche Radioaktivität könnte Lebensenergie für Mikroben der Tiefen Biosphäre bieten

Ein internationales Forscherteam aus den USA und Deutschland stellt im Wissenschaftsmagazin Science jetzt eine Erklärung für das Leben in der Tiefen Biosphäre vor. Mit einem Bündel an neuesten Techniken aus den Bereichen Biogeochemie, Molekular- und Mikrobiologie sammelten sie umfangreiche Proben im Meeresgrund. Nach intensiver Analyse stellen die Forscher Bo B. Jørgensen und Steven D´Hondt jetzt im Wissenschaftsmagazin Science ein Modell vor, mit dem sie erklären, dass die Mikroorganismen möglicherweise durch die natürliche Radioaktivität tief im Meeresboden überleben können.

Man schätzt, dass zwischen 10 und 50% aller Biomasse tief im Boden steckt. Das bestätigten die Forscher um Steven D´Hondt von der University of Rhode Island und Bo B. Jørgensen vom Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie in Bremen bei ihren Bohrungen in den Meeresboden im Rahmen des Ocean Drilling Programs. Auf der Ausfahrt 201 mit dem Forschungsschiff Joides Resolution entdeckten sie Leben in bis zu 400 Meter Tiefe. Die Tests zeigten es: Die Bohrkerne enthielten lebende Mikroorganismen, eine Kontamination war ausgeschlossen. In den oberen Sedimenten zählten die Forscher bis zu 100 Millionen Einzeller pro Milliliter, tiefer unten in den bis zu 35 Millionen Jahre alten Sedimenten an der Erdkruste immerhin noch 1 Million. Die Wissenschaft steht vor einem Rätsel: Nur die obersten Schichten dieser Ablagerungen stehen mit dem Wasserkörper im Austausch - woher kommt also die Lebensenergie?

Legt man die in den Ablagerungen vorhandenen Energiequellen zugrunde, die in Form von organischen Kohlenstoffverbindungen den Zellen zur Verfügung stehen, kann man berechnen, dass die Zellen sich nur etwa alle tausend Jahre teilen können. Diese extrem langsame Verdopplungszeit ist mit dem jetzigen Verständnis von Biologie nicht in Einklang zu bringen.

Jørgensen und D’Hondt schlagen jetzt aufgrund ihrer Daten einen Prozess vor, der in großen Bereichen des Pazifischen Ozeans eine alternative Energiequelle für das Leben tief im Meeresboden darstellen könnte: die natürliche Radioaktivität. Wasser wird durch die radioaktive Strahlung zersetzt, die beim Zerfall von natürlich vorkommenden Isotopen von Kalium, Thorium und Uran entsteht. Dieser Prozess (Radiolyse) erzeugt Wasserstoff und Sauerstoff. Die Abschätzung der Energiebilanzen zeigt, dass dieser Prozess ausreichend Energie liefern kann. Damit wären die Lebewesen in der Tiefen Biosphäre unabhängig von den Prozessen auf der Erdoberfläche. Die Autoren weisen darauf hin, dass sich solch ein exotischer Lebensraum auch auf anderen Planeten fernab von Sonnen entwickelt haben könnte.

Im Dezember 2006 werden die Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut wieder mit der Gruppe von Steven D´Hondt zusammenarbeiten. Diesmal fahren sie gemeinsam auf dem Forschungsschiff "Roger Revelle" in den mittleren Südpazifik. Fernab von den Kontinentalschelfen gibt es dort nur sehr geringe Mengen an Kohlenstoffverbindungen, die als Lebensgrundlage dienen können. Hier könnte die Radioaktivität die wichtigste Energiequelle sein.
Manfred Schlösser


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Originalarbeit:

B.B. Jørgensen and Steven DHondt . A Starving Majority Deep Beneath the Seafloor. Science, 10 November 2006.