Wenn wir über die Natur des Lebens auf der Erde nachdenken, haben wir meist Pflanzen, Tiere, Algen und Bakterien vor Augen, die auf der Erdoberfläche und in den Ozeanen existieren. Doch wie seit einiger Zeit bekannt ist, gibt es eine riesige Biosphäre, die uns weitgehend verborgen bleibt: Im Untergrund der Ozeane existieren enorme Mengen von Mikroben. Diesen Organismen hat nun ein internationales Forscherteam erneut eine Studie gewidmet.
“Frühere Studien über das Leben im marinen Untergrund konzentrierten sich hauptsächlich darauf, wer dort existiert und in welchem Umfang. Jetzt sind wir tiefer auf ökologische Fragen dieser Lebewesen eingegangen“, sagt Co-Autor Jan Amend von der University of Southern California in Los Angeles. Der Fokus der Forscher lag dabei auf dem Energieverbrauch, der es allen Lebewesen ermöglicht, ihren Stoffwechsel aufrechtzuerhalten und wesentliche Funktionen wie Wachstum, Reparatur und Ersatz von Biomolekülen zu gewährleisten.
Umfassender Blick auf einen geheimnisvollen Lebensraum
Das Team nutzte für die Studie Untersuchungsergebnisse von Bohrkernen, die weltweit aus dem Meeresboden gezogen wurden. Anhand der Daten entwickelten sie ein globales Bild der Biosphäre im marinen Untergrund, das die wichtigsten Lebensformen und biogeochemischen Prozesse umfasst. Anschließend erstellten die Wissenschaftler ein Modell, das die weltweite Verfügbarkeit von Energie im Meeresboden verdeutlicht. Um weitere Details herauszuarbeiten, kombinierten sie Daten über die Verteilung und die Mengen von Kohlenstoff und des mikrobiellen Lebens mit den Geschwindigkeiten biochemischer Prozesse. So kamen sie zu Einschätzungen, mit welchen Raten Mikroben im marinen Untergrund Energie umsetzen.
Aus den Ergebnissen geht hervor, dass einige Bakterien im marinen Untergrund mit weit weniger Energie überleben können, als man bisher für möglich gehalten hat. Der Minimalismus ist dabei kaum vorstellbar. “Der Durchschnittsmensch verbraucht etwa 100 Watt Leistung. Dies entspricht in etwa der eines Deckenventilators, einer Nähmaschine oder zweier handelsüblicher Glühbirnen. Aus unseren Berechnungen geht hervor, dass die durchschnittliche Mikrobe, die in Tiefseesedimenten existiert, mit ungefähr fünfzig Trilliarden-Mal weniger Energie überlebt als ein Mensch“, sagt James Bradley von der Queen Mary University of London. „Viele von ihnen leben in einem weitgehend inaktiven Zustand. Sie wachsen nicht, teilen sich nicht und entwickeln sich auch nicht weiter. Diese Mikroben sind aber nicht tot, verbrauchen allerdings weitaus weniger Energie als bisher gedacht, um weiter zu überdauern“, so der Wissenschaftler.
Wie er und seine Kollegen weiter berichten, verdeutlichte ihre globale Bestandsaufnahme zudem: Nur etwa 2,7 Prozent der Ozeansedimente sind „oxisch“ – sie verfügen über Sauerstoff, der den Großteil des Lebens auf unserem Planeten ermöglicht. Der weitaus überwiegende Teil ist somit „anoxisch“ und der Lebensraum von Mikroben, die Methan bilden (in 64,3 Prozent der Sedimente), gefolgt von Organismen, die Sulfate als Energiequelle nutzen, berichten die Wissenschaftler. Obwohl sie wenig Aktivität zeigen, tragen die in den Meeressedimenten der Erde enthaltenen Mikroben aufgrund ihrer enormen Gesamtmasse dennoch erheblich zum Kohlenstoff- und Nährstoffkreislauf der Erde bei, betonen die Forscher.
