Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mikroben im Marianengraben

18.03.2013
Eine erstaunlich aktive bakterielle Gemeinschaft lebt am tiefsten Punkt des Meeresbodens
Das Sediment des tiefsten Punktes der Erde, des Challengertiefs im Marianengraben, zeigt eine erstaunlich hohe mikrobielle Aktivität. Ein internationales Forscherteam um Professor Ronnie Glud von der Universität von Süddänemark, unter Beteiligung von Dr. Frank Wenzhöfer von der HGF-MPG Brückengruppe für Tiefsee-Ökologie und –Technologie des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie in Bremen und des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven, konnte zeigen, dass Mikroben in dieser von extremem Druck gekennzeichneten Umgebung zahlreich und sehr aktiv sind.

Ihre Forschungsergebnisse haben sie nun in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht.Ein internationales Forscherteam stellt seine Ergebnisse von einem der unzugänglichsten Platz auf unserer Erde vor: dem Meeresboden des Marianengrabens im Westpazifik, auf fast 11000 m Tiefe unter dem Meeresspiegel, was ihn zum tiefsten Punkt der Erde macht. Ihre Ergebnisse zeigen, dass eine höchst aktive Mikrobengemeinschaft die Sedimente des Grabens bewohnt, und das, obwohl dort ein extrem hoher Druck, 1100 mal so hoch wie auf Meeresspiegelhöhe, herrscht. In den Sedimenten des Grabens fanden die Forscher eine vielfach höhere Anzahl von Bakterien als in den umliegenden Sedimenten der Tiefseeebene auf „nur“ 6000 Meter Tiefe.

Hohe mikrobielle Aktivität in Tiefseegräben

Tiefseegräben sind Orte von hoher mikrobieller Aktivität, denn der Eintrag von organischem Material ist ungewöhnlich hoch. Dazu zählen absinkende Kadaver von Meerestieren, aber auch Reste von Algen, die sporadisch immer wieder in großen Mengen auf den Meeresboden sinken. An den Grabenhängen kann dieses Material, durch Erdbeben mobilisiert, in die tiefsten Stellen des Grabens abrutschen.
Demnach haben Tiefseegräben, obwohl sie nur etwa 2 % der Fläche der Ozeane der Erde ausmachen, einen relativ großen Einfluss auf den globalen Kohlenstoffkreislauf, so Professor Ronnie Glud von der Universität Süddänemark. Zusammen mit seinen Kollegen aus Deutschland (HGF-MPG Brückengruppe für Tiefsee-Ökologie und –Technologie des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie und des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung), Japan (Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology), Scotland (Scottish Association for Marine Science) und Dänemark (Universität Kopenhagen) erkundete er den mikrobiellen Kohlenstoffumsatz im tiefsten Graben der Ozeane.

Technologische Herausforderung

Die Forscher maßen die Sauerstoffverteilung im Sediment des Grabens und an einer Referenzstelle auf 6000 m Tiefe und nahmen Sedimentkerne mit einem autonomen Probenahmegerät, welches mit einer Videokamera ausgestattet war. „Wir können aus der Sauerstoffverteilung die bakterielle Sauerstoffaufnahme, also die Atmung, berechnen,“ sagt Dr. Frank Wenzhöfer. „Zusammen mit der Information über den Gehalt an organischem Kohlenstoff im Sediment können wir so die mikrobielle Aktivität im Sediment abschätzen“. Natürlich sind die Messungen in solch großen Tiefen eine technische und logistische Herausforderung. „ Wenn wir Proben vom Meeresboden heraufholen, um sie im Labor zu untersuchen, überleben viele der an die Tiefseebedingungen angepassten Organismen die Temperatur- und Druckveränderung nicht. Deshalb haben wir Geräte entwickelt, die vorprogrammierte Messabläufe autonom auf dem Meeresboden bei hohem Druck ausführen.“, erklärt Ronnie Glud. Das Forscherteam hat mit mehreren Firmen zusammen einen Unterwasser-Roboter entwickelt, der beinahe 4 m groß ist und 600 kg wiegt. Dieser Roboter führte unter anderem die Sauerstoffmessungen mit ultraempfindlichen Sensoren durch.
"Auf unseren Videos aus der Tiefe sind kaum größere Tiere zu sehen“, sagt Ronnie Glud. „Wir haben es also mit einer Welt zu tun, die von Mikroorganismen dominiert ist, die in hohem Grade an für die meisten höheren Organismen feindlichen Bedingungen angepasst sind.“

Für Dr. Frank Wenzhöfer ist die Erforschung der Tiefseegräben nicht nur wichtig, um deren Einfluss auf den globalen Kohlenstoffkreislauf genauer definieren zu können. „Die Tiefseegräben sind nach wie vor einige der letzten weißen Flecken auf der Landkarte. Wir möchten gerne die bakteriellen Gemeinschaften dort genauer charakterisieren und verstehen, wie sie sich an ein Leben in diesem außergewöhnlichen Lebensraum angepasst haben. Außerdem möchten wir herausfinden, ob der mikrobielle Kohlenstoffumsatz in der Tiefsee Auswirkungen auf unser Klima hat. Dazu sind Expeditionen zu weiteren Tiefseegräben, zum Beispiel dem Kermadec-Tonga-Graben bei den Fiji-Inseln, geplant.“
Rückfragen an
Professor Ronnie Glud, Nordic Center for Earth Evolution at the University of Southern Denmark. Phone: +45 65 50 27 84, mobile: +45 60 11 19 13, email: rnglud@biology.sdu.dk

Dr. Frank Wenzhöfer, HGF-MPG Brückengruppe für Tiefsee-Ökologie und –Technologie
fwenzhoe@mpi-bremen.de
Telefon: +49 (0) 421 2028 862

Oder an die Pressesprecher
Dr. Rita Dunker rdunker@mpi-bremen.de +49 (0) 421 2028 856
Dr. Manfred Schlösser mschloes@mpi-bremen.de +49 (0) 421 2028 704

Originalarbeit

High rate of microbial carbon turnover in sediments in the deepest oceanic trench on Earth, 2013. Ronnie N. Glud, FrankWenzhöfer, Mathias Middelboe, Kazumasa Oguri,

Der Tiefsee-Lander nach erfolgreicher Mission und dreistündigem Aufstieg durch die Wassersäule. Die Wissenschaftler an Bord des FS Yokosuka konnten damit auf insgesamt vier Tauchgängen viele wissenschaftliche Daten und Proben sammeln.
Frank Wenzhöfer

Robert Turnewitsch, Donald E. Canfield and Hiroshi Kitazato. Nature Geoscience

DOI: 10.1038/NGEO1773

Beteiligte Institute

University of Southern Denmark, Nordic Centre for Earth Evolution, Odense, Dänemark

Scottish Association for Marine Science, Scottish Marine Institute, Oban, Großbrittanien

Greenland Climate Research Centre, Nuuk, Grönland

Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie, Bremen

Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Bremerhaven

Universität Kopenhagen, Marine Biological Section, Helsingør, Dänemark

Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, Institute of Biogeosciences, Yokosuka, Japan

Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, Marine Technology and Engineering Center, Yokosuka, Japan

Dr. Manfred Schloesser | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.mpi-bremen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Krebsdiagnostik: Pinkeln statt Piksen?
25.05.2018 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Kugelmühlen statt Lösungsmittel: Nanographene mit Mechanochemie
25.05.2018 | Technische Universität Dresden

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: Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

Je mehr die Elektronik Autos lenkt, beschleunigt und bremst, desto wichtiger wird der Schutz vor Cyber-Angriffen. Deshalb erarbeiten 15 Partner aus Industrie und Wissenschaft in den kommenden drei Jahren neue Ansätze für die IT-Sicherheit im selbstfahrenden Auto. Das Verbundvorhaben unter dem Namen „Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 7,2 Millionen Euro gefördert. Infineon leitet das Projekt.

Bereits heute bieten Fahrzeuge vielfältige Kommunikationsschnittstellen und immer mehr automatisierte Fahrfunktionen, wie beispielsweise Abstands- und...

Im Focus: Powerful IT security for the car of the future – research alliance develops new approaches

The more electronics steer, accelerate and brake cars, the more important it is to protect them against cyber-attacks. That is why 15 partners from industry and academia will work together over the next three years on new approaches to IT security in self-driving cars. The joint project goes by the name Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) and has funding of €7.2 million from the German Federal Ministry of Education and Research. Infineon is leading the project.

Vehicles already offer diverse communication interfaces and more and more automated functions, such as distance and lane-keeping assist systems. At the same...

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Im Fokus: Klimaangepasste Pflanzen

25.05.2018 | Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Berufsausbildung mit Zukunft

25.05.2018 | Unternehmensmeldung

Untersuchung der Zellmembran: Forscher entwickeln Stoff, der wichtigen Membranbestandteil nachahmt

25.05.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

25.05.2018 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics