Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Methanquellen der Tiefsee: Ein Bakterienschmaus für Steinkrabben

08.10.2013
Cold Seeps, kalte Quellen, sind die Grundlage für eine überraschende Artenvielfalt in der Wüste Tiefsee.

Vor der Küste Costa Ricas dokumentierte ein internationales Wissenschaftlerteam mit Beteiligung des GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel, der Universität Basel und des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie, wie Steinkrabben der Gattung Paralomis sp. Bakterienmatten an einer Methanquelle abgrasen.


Krebs auf der Bakterienmatte in der Nähe des Schlammvulkans Mound 12, fotografiert mit Hilfe eines Tiefseeobservatoriums. Foto: GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Ihre Analyse-Ergebnisse und eine Zeitrafferaufnahme, veröffentlicht im Online-Fachmagazin PLOS ONE, belegen, dass nicht nur sesshafte Organismen von der Produktivität rund um die Cold Seeps profitieren.

Der Boden der Tiefsee ist über weite Strecken öde und unbelebt – eine Wüste, kilometerhoch mit Wasser bedeckt. Oasen entstehen um Cold Seeps, kalte Quellen, an denen Wasser gelöste Elemente aus dem Meeresboden herauftransportiert. So können spezialisierte Mikroben austretendes Methan und Sulfat aus dem Meerwasser in Schwefelwasserstoff umwandeln. Dabei setzen sie Kohlendioxid frei.

Hoch angepasste Bakterien, von denen viele in Symbiose mit Würmern und Muscheln leben, nutzen den Schwefelwasserstoff für ihr Wachstum. In ihren Körperzellen bauen sie Kohlenstoff ein, der aus der chemischen Reaktion des Methans stammt. „Die Koexistenz bei Organismen, die sich fest an den Cold Seeps angesiedelt haben, ist bereits gut erforscht“, weiß Dr. Peter Linke. Der Biologe am GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel ist zusammen mit Dr. Helge Niemann von der Universität Basel Hauptautor der Veröffentlichung im Online-Fachmagazin PLOS ONE.

„Wir konnten jetzt einen Beweis erbringen, dass auch Krebse zu den Nutznießern der Methanquellen gehören. Damit nähern wir uns einer Antwort auf die Frage, welche Organismen von den Cold Seeps profitieren: Wandernde Mischkostler gehören offenbar auch dazu.“

Auf Tauchgängen mit dem Tauchboot ALVIN und dem Unterwasserroboter QUEST vor der Küste Costa Ricas beobachteten die Forscher im Sommer 2005 an einer Methanquelle in der Nähe des Schlammvulkans „Mound 12“ Steinkrabben, die Bakterienmatten abgrasten. „Soweit wir wissen, wurden bisher ein einziges Mal Tiefseekrabben beim Fressen an Bakterienmatten entdeckt“, erläutert Linke.

„Unser Team war das erste, dem auch eine fotografische Dokumentation über einen längeren Zeitraum gelang, der wissenschaftliche Interpretationen zulässt.“ Dafür wurde ein Tiefseeobservatorium mit einer Kamera versehen und über einer Bakterienmatte platziert. Über rund 400 Stunden löste die Kamera automatisch alle 30 Minuten aus. „Auf 184 Bildern waren Krebse zu sehen, die über die Bakterienschicht krochen und offenbar den Bakterienrasen abgrasten, beschreibt Niemann die Beobachtungen. „Nach dem ,Grasen’ dauerte es jeweils einige Stunden, bis die Tiere zurückkehrten. So konnten immer neue Bakterien nachwachsen.“

Mit dem Tauchboot ALVIN brachten die Meeresbiologen einen der Krebse an Bord ihres Forschungsschiffs ATLANTIS. Für den Vergleich mit den Bakterien zog der Tauchroboter QUEST von Bord der METEOR kurze Sedimentkerne aus dem Meeresboden. „DNA- und Isotopen-Analysen am Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie ergaben, dass sich die Krebse tatsächlich von der Bakterienmatte ernähren und größere Mengen chemisch produzierten Kohlenstoffs aufnehmen. Wir haben in den Körperzellen aber auch Spuren von Kohlenstoff gefunden, der unter Lichteinfluss durch Photosynthese gebildet wurde“, fasst Hauptautor Niemann die Ergebnisse zusammen. „Deshalb gehen wir davon aus, dass Cold Seeps einen wichtigen, aber nicht den einzigen Beitrag zur Ernährung von wandernden Tieren am Boden der Tiefsee leisten und auf diesem Weg Kohlenstoff, der durch Chemosynthese aus Methan gewonnen wird, ins marine Nahrungsnetz eingeht.“

Originalarbeit:
Niemann, H.; Linke, P.; Knittel, K.; MacPherson, E.; Boetius, A.; Brückmann, W.; Larvik, G.; Wallmann, K.; Schacht, U.; Omoregie, E.; Hilton, D.; Brown, K.; Rehder, G.: Methane-carbon flow into the benthic food web at cold seeps – a case study from the Costa Rica subduction zone. http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0074894

Weitere Informationen:

http://www.geomar.de
GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel
http://duw.unibas.ch/home
Department Umweltwissenschaften, Universität Basel, Schweiz
http://www.mpi-bremen.de
Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie, Bremen
http://www.awi.de
Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung, Bremerhaven

Dr. Andreas Villwock | idw
Weitere Informationen:
http://www.awi.de

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