Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die Nahrungskette einmal anders herum

20.08.2003


Mikroskopisch kleine Diatomeen (links) sind Teil der Nahrung für die Tiefseebewohner. Rechts: Eine typische Mischung von Phytoplankton.
Foto: www.mikrobiologischer-garten.de/Marcus Baumann


Mit dem deutschen Forschungsschiff Poseidon (links) gingen die Meeresforscher auf große Fahrt in den Atlantik zur Porcupine Abyssal Plain. Rechts: Aussetzen eines Landers.
Foto: Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie


Max-Planck-Meeresforscher entdecken, dass in der Tiefsee zuerst Würmer und Krebse die Nahrung aufbereiten, bevor diese von Mikroorganismen endgültig abgebaut wird


Die Erdoberfläche besteht zu mehr als fünfzig Prozent aus Meeresboden, der mehr als 3.000 Meter unter dem Wasser liegt. Das Leben auf dem Tiefseeboden geht sehr eigene Wege. So gibt es im tiefen Nordatlantik nur einmal im Jahr Nahrung. Nach der wiederkehrenden Planktonblüte sinken dann abgestorbene Algen auf den Meeresboden herab. Wie die Lebensgemeinschaft der Tiefsee mit diesen Ressourcen ein ganzes Jahr haushalten kann, war bisher nicht bekannt. Erst jetzt haben deutsche Meeresbiologen vom Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie (Bremen) zusammen mit Kollegen von Geomar (Kiel), der Universität Tübingen und der Gesellschaft für Biotechnologische Forschung (Braunschweig) zum ersten Mal mit Hilfe modernster Tiefseetechnik und Isotopen-Markierung diese Zusammenhänge im größten Ökosystem der Erde ergründet. Überraschend stellten sie fest: Es sind nicht, wie bisher angenommen, die vielen Bakterien und anderen Mikroorganismen, sondern die wenigen kleinen Krebse und Würmer, die als erste die organische Nahrung aufnehmen. Sie sind es auch, die die abgestorbenen Algen in die Tiefen ihrer Bauten schleppen. Damit bringen sie die Nahrung erst dorthin, wo sich dann auch weitere Abnehmer dafür finden. Erst dort kommen die kleineren Bewohner, wie Nematoden, und anschließend die verschiedenen Mikroorganismen an die Reihe. Diese Entdeckung am Grund der Ozeane ist sehr wichtig, um den Abbau von organischem Kohlenstoff am Tiefseeboden als Teil des globalen Kohlenstoffkreislaufs verstehen und die Stabilität dieses Ökosystems besser abschätzen zu können.

Es ist eine Binsenweisheit: Alles Leben braucht Energie. Das gilt auch für die Bewohner auf dem Grund der Tiefsee. Diese Böden bedecken mehr als die Hälfte der Erdoberfläche und bilden das größte Ökosystem der Erde. Auf diesem Tiefseeboden geht es - für menschliche Verhältnisse - ziemlich ungemütlich zu. Dort unten ist es stockfinster, die mittlere Temperatur liegt bei 2 bis 4 Grad Celsius und die Nahrung ist extrem knapp. Doch bis heute war nur wenig darüber bekannt, wie das Leben dort organisiert ist und wie es mit den sehr begrenzten Nahrungsressourcen umgeht.


Am Anfang der Nahrungskette stehen kleine, einzellige Algen, die mit Hilfe der Photosynthese Biomasse aufbauen und so das als Treibhausgas bekannte Kohlendioxid binden. Diese Verbindung ist ein wesentlicher Bestandteil des globalen Kohlenstoffkreislaufs, der entscheidend unser Klima beeinflusst.

Im Nordatlantik gibt es in jährlichen Abständen eine Algenblüte, die auch vom Satelliten aus zu erkennen ist. Sterben die Algen dann ab, kommt am Meeresboden ein großer Nahrungsschub an und das "große Fressen" kann beginnen. Bisher gab es allerdings nur wenig wissenschaftliche Fakten darüber, was dabei genau passiert. Um diesen Abbauprozess genau zu verfolgen, haben nun die Wissenschaftler um Ursula Witte vom Bremer Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie und ihre Kollegen Algen der Art Thalassiosira rotula eingesetzt (s. Abb. 1). Diese Algen markierten sie mit dem stabilen Kohlenstoffisotop C13, um den Weg des Algenkohlenstoffs durch die Nahrungskette der Tiefsee verfolgen zu können.

Im Mai 2000 brach ein Team von Meereswissenschaftlern an Bord des deutschen Forschungsschiff "FS Poseidon" auf zur "Porcupine Abyssal Plain" (PAP) mitten im Atlantik, rund 1.000 Seemeilen südwestlich von Irland. Dort schickten de Forscher Tiefseeroboter, so genannte "Lander", zum Meeresgrund. Alles lag gut im Zeitplan, denn im Mai 2000 war es noch weit bis zur eigentlichen Algenblüte. Vielmehr war dort seit fast einem Jahr keine Nahrung mehr auf dem Grund angekommen - ein idealer Zeitpunkt, um mit Hilfe der markierten Algen zu studieren, was genau beim Eintreffen eines Nahrungspulses passiert.

Die Messungen zeigten, dass der von den Wissenschaftlern künstlich ausgelöste Nahrungspuls in den Messkammern des Tiefseeroboters besonders schnell umgesetzt wurde. Die Bioaktivität - gemessen an der Umsetzungsrate von Sauerstoff - verdoppelte sich schlagartig. Das kam überraschend für die Wissenschaftler, erwartet hatten sie, dass es Tage bis Wochen dauern würde, bis der Abbauprozess auf Touren kommt. Immerhin stellen Bakterien etwa 95 Prozent der Biomasse in den oberen Tiefseesedimenten. Deshalb glaubte man lange, die Mikroorganismen wären maßgeblich für den Abbau organischen Materials in der Tiefsee verantwortlich.

Die Messreihen am Porcupine Abyssal Plain belegten nun, dass zuerst die größeren Bewohner wie Krebse und Würmer (Größe bis zu 1 Zentimeter) die Nahrung in Angriff nehmen und sie in ihre Gänge transportierten. Dort, in bis zu 10 Zentimeter Tiefe des Sediments, konnten sich dann auch kleinere Lebewesen wie Nematoden, die ansonsten den Weg zur Oberfläche des Meeresbodens niemals schaffen würden, über die Reste und Ausscheidungen der Würmer und Krebse hermachen. Als Nebeneffekt durchlüften die Krebse und Würmer dabei den Meeresboden und sorgen so für optimale Sauerstoffbedingungen. Und erst ganz zum Schluss nach etwa drei Wochen - kommen die Mikroorganismen an der Reihe.

Weitere Forschungsarbeiten am Tiefseeboden sind erforderlich, denn diese Ergebnisse zeigen, wie wenig die Menschheit immer noch über die Tiefsee weis. Dank der einer neuartigen Kombination moderner Technologien können die Forscher nun in Zukunft genauere Einblicke in das riesige Ökosystem auf dem Grund der Ozeane gewinnen. Das ist auch deshalb dringend nötig, weil sich international die Vorschläge mehren, den Meeresboden als Deponie für unerwünschte Stoffe zu nutzen.

Weitere Informationen erhalten Sie von:

Dr. Ursula Witte
Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie, Bremen
Tel.: 0421 - 2028-836, Fax: -690
E-Mail: uwitte@mpi-bremen.de

Dr. Manfred Schlösser (Pressesprecher)
Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie, Bremen
Tel.: 0421 - 2028-704, Fax: -790
E-Mail: mschloes@mpi-bremen.de

Dr. Ursula Witte | Max-Planck Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/instituteProjekteEinrichtungen/institutsauswahl/marine_mikrobiologie/index.html

Weitere Berichte zu: Alge Meeresboden Mikroorganismus Nahrung Nahrungskette Tiefsee Tiefseeboden Würmer Ökosystem

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Designerviren stacheln Immunabwehr gegen Krebszellen an
26.05.2017 | Universität Basel

nachricht Wachstumsmechanismus der Pilze entschlüsselt
26.05.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften