Ein internationales Forscherteam hat Bakterien entdeckt, die rund 2.000 Meter unter der Wasseroberfläche Photosynthese betreiben können. Den Bakterien reicht dafür offenbar das Dämmerlicht benachbarter Hydrothermal-Quellen am Meeresboden, erklären die Wissenschaftler. Um das geringe Licht möglichst effizient auszunutzen, verwenden die Mikroorganismen ein ausgeklügeltes Antennensystem.
Bei der Photosynthese werden einfache Vorstufen wie Wasser und Kohlendioxid mithilfe des Sonnenlichtes in den allgemein verwertbaren Zucker Glukose und in Sauerstoff umgewandelt. Dazu sind nach heutigem Wissen nur Pflanzen und einige Mikroorganismen in der Lage. Ohne diese Photosynthese betreibenden Organismen könnten Lebewesen wie der Mensch, die auf Sauerstoff angewiesen sind, nicht überleben.
Beatty und sein Team haben nun die bislang vorherrschende Meinung widerlegt, nach der Photosynthese sich nur auf der Erdoberfläche abspielen kann. An der Küste Mexikos isolierten die Forscher 2.400 Meter unter der Wasseroberfläche Bakterien, die DNA-Analysen zufolge zu den so genannten Grünen Schwefelbakterien gehört. Diese Bakterien nutzen Schwefelverbindungen statt Wasser zur Photosynthese.
Die neu entdeckten Mikroorganismen leben direkt am Rand des rund 350 Grad Celsius heißen Wassers, das einer Art Unterwasserkamin entspringt. Da Sonnenlicht nur 100 bis 200 Meter tief in den Ozean hineinstrahlt, verwenden die Bakterien zur Photosynthese offenbar das schwache Licht, das von den heißen Quellen ausgeht. Zur optimalen Nutzung dieser Lichtquelle dient ihnen ein Chlorosomenkomplex, eine Art mikroskopisch kleiner, extrem effizienter Satellitenschüssel. Dort wird das Licht aufgenommen und an das eigentliche Photosynthesezentrum weitergeleitet, erklärt Robert Blankenship, Biochemiker an der Arizona State University.
Diese Entdeckung wirft die Frage auf, wo Photosynthese noch überall stattfinden könnte, meint Blankenship. Eine weitere Möglichkeit wären die Ozeane, die sich wohl unter dem weite Teile der Erde bedeckenden Eis befinden. Auch dort gibt es Experten zufolge hydrothermale Quellen und damit Lebensplätze für photosynthetische Bakterien.
Thomas Beatty ( University of British Columbia, Vancouver) et al.: PNAS, Online-Vorabveröffentlichung, DOI:10.1073/pnas050374102
ddp/wissenschaft.de ? Stefanie Offermann
