Neue Haupt­dar­stel­ler im Mee­res­bo­den: Eine bis­lang kaum be­ach­te­te Bak­te­ri­en­grup­pe im Ram­pen­licht

Ma­ri­ne Se­di­men­te be­de­cken mehr als zwei Drit­tel der Ober­flä­che un­se­res Pla­ne­ten. Den­noch sind sie ge­ra­de in den tie­fe­ren Re­gio­nen der Ozea­ne kaum er­forscht. Die dort le­ben­den Bak­te­ri­en sind für ihre Er­näh­rung fast ganz auf das an­ge­wie­sen, was in Form von Über­res­ten von Or­ga­nis­men aus den obe­ren Was­ser­schich­ten in die Tief­see rie­selt. Je nach­dem, wie sie die­ses Ma­te­ri­al ver­ar­bei­ten, ver­bleibt es für lan­ge Zeit in den Tie­fen des Mee­res oder wan­dert als Koh­len­di­oxid wie­der zu­rück zur Ober­flä­che. Da­durch spie­len die Bak­te­ri­en der Mee­res­bö­den eine be­deu­ten­de Rol­le bei­spiels­wei­se für den welt­wei­ten Koh­len­stoff­kreis­lauf und sind ein span­nen­des und wich­ti­ges For­schungs­ob­jekt.

In ih­rer Stu­die stel­len die Au­to­rin­nen und Au­to­ren auch das bis­he­ri­ge Wis­sen über die Di­ver­si­tät und Ver­brei­tung die­ser Bak­te­ri­en dar. Die­ses ba­siert auf DNA-Se­quenz­da­ten, die sich in­ner­halb der letz­ten zwei Jahr­zehn­te in öf­fent­li­chen Da­ten­ban­ken an­ge­sam­melt ha­ben, be­inhal­tet aber auch eine Rei­he neu­er Da­ten, un­ter an­de­rem vom ark­ti­schen Tief­see­bo­den an dem vom Al­fred-We­ge­ner-In­sti­tut be­trie­be­nen Langzeitobservatorium HAUSGARTEN. „Un­se­re Ana­ly­sen zei­gen, dass die Grup­pe Woeseiales eine Viel­zahl von Or­ga­nis­men mit un­ter­schied­li­chen Le­bens­wei­sen um­fasst“, er­klärt Pier­re Off­re, Leit­au­tor der Stu­die. „Zum Bei­spiel le­ben im glei­chen Stück Mee­res­bo­den ver­schie­de­ne Ar­ten von Woeseiales und er­fül­len ver­mut­lich ver­schie­de­ne öko­lo­gi­sche Funk­tio­nen für den Le­bens­raum. Un­se­re Stu­die ist ein ers­ter Leit­fa­den zur Öko­lo­gie die­ser fas­zi­nie­ren­den Grup­pe.“

Die nun vor­lie­gen­den Er­geb­nis­se deu­ten zu­dem dar­auf hin, dass die Woeseiales so­ge­nann­tes pro­te­inö­ses Ma­te­ri­al als Nah­rung nut­zen könn­ten, bei­spiels­wei­se Res­te von Zell­wän­den und Mem­bra­nen oder an­de­re Über­res­te ab­ge­stor­be­ner Le­be­we­sen. Pro­te­ine sind eine wich­ti­ge Quel­le von Stick­stoff – ei­nem grund­le­gen­den Nähr­stoff für alle Le­bens­for­men – in ma­ri­nen Se­di­men­ten. Falls die Woeseiales-Bak­te­ri­en die­se Pro­te­ine tat­säch­lich ab­bau­en kön­nen,  wäre das öko­lo­gisch be­deut­sam für die Ver­füg­bar­keit von Stick­stoff im Öko­sys­tem Mee­res­bo­den. „Ich bin über­zeugt da­von, dass uns wei­te­re Un­ter­su­chun­gen die­ser Bak­te­ri­en neue Ein­bli­cke in die Koh­len­stoff- und Stick­stoff­kreis­läu­fe in ma­ri­nen Se­di­men­ten er­mög­li­chen wer­den“, schließt Off­re, der auch mit sei­ner Ar­beits­grup­pe am NIOZ den öko­lo­gi­schen Er­folg die­ser Mi­kro­or­ga­nis­men wei­ter er­forscht.

Katy Hoffmann, Christina Bienhold, Pier Luigi Buttigieg, Katrin Knittel, Rafael Laso-Pérez, Josephine Z. Rapp, Antje Boetius, Pierre Offre (2020): Diversity and metabolism of Woeseiales bacteria, global members of marine sediment communities. The ISME Journal. Februar 2020.

DOI: 10.1038/s41396-020-0588-4

• Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie, Bremen, Deutschland
• Alfred-Wegener-Institut Helmholtz Zentrum für Polar- und Meeresforschung, Bremerhaven, Deutschland
• NIOZ Royal Netherlands Institute for Sea Research, and Utrecht University, Den Burg, Niederlande