Verborgene Mikrowelt im Sand der Korallenriffe

Tropische Korallenriffe kommen in sehr nährstoffarmem und klarem Meerwasser vor. Dennoch gehören sie zu den artenreichsten Ökosystemen unserer Erde. Riffe sind Selbstversorger und beherbergen ein fein ausgewogenes Netz aus Nahrungsbeziehungen, in dem jeder Riffbewohner seine Funktion hat.

Ein wesentliches Glied in diesem Netz ist unsichtbar und daher in der Riffforschung lange vernachlässigt worden: die Mikroorganismen. Wissenschaftler des Leibniz-Zentrums für Marine Tropenökologie (ZMT) in Bremen und ihre Kollegen vom Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie sind der Rolle der Mikroorganismen in den Sedimenten für die Stoffkreisläufe im Riff auf der Spur.

Der Meeresboden mit seinen sandigen Sedimenten bildet ein wichtiges Habitat für Mikroorganismen wie Bakterien, Pilze, Archaeen und Viren. Durch den Abbau organischen Materials wie abgestorbene Kleinstlebewesen gewährleisten die winzigen Sandbewohner, dass wesentliche Nährelemente wie Nitrat oder Phosphat den Rifforganismen schnell wieder zur Verfügung stehen. In den sehr nährstoffarmen Riffgewässern sind diese Stoffe eine Mangelware und wichtig für neues Wachstum.

In vielen Korallenriffen kommen allerdings sehr unterschiedliche Sande vor. Das Forscherteam um Christian Wild vom ZMT und Alban Ramette vom MPI untersuchte ein küstennahes Saumriff des Roten Meeres auf Art und Anzahl der Bakterien im Sandboden.

Im untersuchten Riff findet man einerseits kalkhaltige Sande, die von kalzifizierenden Organismen wie zum Beispiel Muscheln, Schnecken, Seeigeln und Korallen stammen. Andererseits gibt es dort auch silikathaltige Sande, die durch die Verwitterung von Gesteinsschichten entstehen und meist vom Land ins Meer eingewaschen werden. Die Wissenschaftler konnten nachweisen, dass die Bakteriengemeinschaften in Abhängigkeit von der Mineralstruktur der Sedimente stark variieren. Beide Sandarten stellen aufgrund der Oberflächenbeschaffenheit ihrer Körner ganz unterschiedliche Lebensräume für Mikroorganismen dar.

So bieten die porösen kalkigen Sande den Mikroorganismen eine besonders große Besiedlungsfläche sowie Schutz vor mechanischer Gewalteinwirkung und Fressfeinden. Durch die Spalten und Zwischenräume kann Sauerstoff und organischer Abfall auch in tiefere Schichten vordringen und sie für Bakterien bewohnbar machen. Diese Sedimente sind in der Lage, organisches Material sehr schnell abzubauen und Nährsalze freizusetzen, die wichtig sind für das Wachstum vor allem von Kleinstalgen. Im Riff stehen diese am Beginn der Nahrungskette. Silikatsande hingegen besitzen eine sehr glatte Oberfläche. Daher stellen sie eine geringere und komplett andere Besiedlungsfläche für Mikroorganismen zur Verfügung und sind weitaus weniger produktiv in der Aufbereitung von Nährstoffen.

Die Untersuchungen zeigen also, dass die Beschaffenheit der Riffsande die bakteriellen Gemeinschaften beeinflusst und dadurch wichtige biologische Prozesse im Ökosystem Korallenriff kontrollieren kann.

Publikation:

Drivers of bacterial diversity dynamics in permeable carbonate and silicate coral reef sands from the Red Sea.

Sandra Schöttner, Barbara Pfitzner, Stefanie Grünke, Mohamed Rasheed, Christian Wild, Alban Ramette (2011) Environmental Microbiology, doi:10.1111/j.1462 – 2920.2011.02494.

Weitere Informationen:

Prof. Christian Wild
Leibniz-Zentrum für Marine Tropenökologie
Tel: 0421 / 23800 – 114
Email: christian.wild@zmt-bremen.de
Das LEIBNIZ-ZENTRUM FÜR MARINE TROPENÖKOLOGIE – ZMT in Bremen widmet sich in Forschung und Lehre dem besseren Verständnis tropischer Küstenökosysteme. Im Mittelpunkt stehen Fragen zu ihrer Struktur und Funktion, ihren Ressourcen und ihrer Widerstandsfähigkeit gegenüber menschlichen Eingriffen und natürlichen Veränderungen. Das ZMT führt seine Forschungsprojekte in enger Kooperation mit Partnern in den Tropen durch, wo es den Aufbau von Expertise und Infrastruktur auf dem Gebiet des nachhaltigen Küstenzonenmanagements unterstützt. Das ZMT ist ein Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft.