Vom Blauwal bis zum Krebschen – wenn es um die Lebewesen der Meere geht, steht meist die enorme Artenvielfalt bei den Tieren im Rampenlicht. Doch die Diversität bei einer „unscheinbaren Weltmacht“ ist noch viel größer: In einem Liter Ozeanwasser finden sich hunderttausende verschiedene Bakterienarten. Es handelt sich dabei um Winzlinge mit riesiger Bedeutung: Die Mikroben verstoffwechseln verschiedene organische Substanzen, die letztlich auf den Biomasseaufbau Photosynthese betreibender Organismen zurückzuführen sind. Die meisten dieser Bakterien veratmen Sauerstoff, um Energie aus dem organischen Material zu gewinnen und erzeugen dabei Kohlendioxid. Durch ihre gigantische Gesamtmasse dominieren diese Mikroben dabei den marinen Kohlenstoffkreislauf – sie setzten mehr organische Substanz um, als alle anderen Meereslebewesen zusammen.
Wichtige Winzlinge im Visier
Trotz ihrer Bedeutung sind die Meeresbakterien allerdings vergleichsweise wenig erforscht. So gab es bisher auch nur grobe Informationen über die Stoffwechselraten dieser Mikroben. Denn bisher haben Forscher einfach die Summe der gesamten Atmungsaktivität der Bakterien in einem bestimmten Volumen erfasst und durch die Anzahl der vorhandenen Organismen geteilt. Dadurch blieb unklar, inwieweit es artspezifische Unterschiede bei der Atmungsaktivität gibt. Um detailliertere Einblicke in diese “Black Box” zu gewinnen, hat ein internationales Forscherteam eine Methode entwickelt, die es erlaubt, die Atmungsaktivität von einzelnen Bakterienarten zu bestimmen.
Dabei verwenden sie fluoreszierende Sonden: Je mehr eine Zelle atmet, desto mehr beginnen diese Marker zu leuchten. Bei dem System wird die Fluoreszenz einzelner Bakterienzellen erfasst und dann werden sie je nach Stärke des Signals sortiert. Anschließend werden sie einer genetischen Analyse unterzogen, um herauszufinden, um welche Bakterienart es sich handelt. Für die Studie haben die Wissenschaftler nun Bakteriengemeinschaften aus dem Golf von Maine, dem Mittelmeer und aus dem offenen Atlantischen und Pazifischen Ozean untersucht.
Seltene Spezies mit enormem Appetit
So konnte das Team aufzeigen, dass die artspezifischen Unterschiede bei der Atmungsaktivität teils gewaltig sind. “Die Atmungsaktivität der einzelnen Bakterienarten im Meerwasser kann bis zu tausendfach variieren. Wir haben herausgefunden, dass gerade jene Bakterien, die im Ozean weniger zahlreich vertreten sind, die höchsten Atmungsaktivitäten aufweisen, während sehr häufig vorkommende Bakterien geringe Atmungsaktivitäten haben”, sagt Co-Autor Gerhard Herndl von der Universität Wien. Das bedeutet, dass für den Kohlenstoffkreislauf in den Meeren die seltenen Bakterien insgesamt wichtiger sind als die Mikroorganismen, die in großer Anzahl im Meerwasser vorkommen, resümieren die Wissenschaftler. “Es handelt sich um ein häufiges Missverständnis in der Ökologie und in der Betrachtung der biogeochemischen Kreisläufe: Nicht jene Organismengruppen oder Nährstoffe, die in der höchsten Konzentration verkommen, sind besonders wichtig, sondern sehr oft jene, die nur in geringen Konzentrationen vorkommen”, erklärt Herndl.
