Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Tiefsee-Organismen – Seltenes Leben am GEOMAR

10.02.2014
Kieler Meeresbiologen kultivieren erstmals Muscheln von Hydrothermalquellen

Die Ökosysteme der Tiefsee geben Wissenschaftlern noch viele Rätsel auf. Sie zu untersuchen ist extrem schwierig – auch, weil sich Tiefseetiere nur mit viel Aufwand unter kontrollierten Bedingungen kultivieren lassen.


Weltweit äußerst selten: Exemplare der Tiefseemuschel Bathymodiolus azoricus in einer künstlichen Tiefsee-Ungebung, hier in den Kulturräumen des GEOMAR. Foto: Jan Steffen, GEOMAR

Kieler Meeresforschern ist es jetzt erstmalig in Deutschland gelungen, Tiefsee-Muscheln der Art Bathymodiolus azoricus in Aquarien zu halten. Ziel der Studie ist es herauszufinden, wie sich die Tiere in der Tiefsee verbreiten.

Ihr natürlicher Lebensraum ist dunkel und nach menschlichen Begriffen äußerst ungemütlich. Muscheln der Gattung Bathymodiolus, Tiefseeverwandte der Miesmuscheln, leben in 500 bis über 3000 Metern Wassertiefe an „Kalten Quellen“ oder an Hydrothermalquellen, auch bekannt als „Schwarze Raucher“, an denen aufgrund tektonischer Prozesse bis zu 400 Grad Celsius heißes Wasser aus dem Meeresboden schießt.

An diesen Stellen des Meeresgrunds ist das Meerwasser mit Mineralien, aber auch mit Gasen wie Methan und Schwefelwasserstoff angereichert. Hoch spezialisierte Bakterien nutzen diese Stoffe zur Energiegewinnung. Davon profitieren wiederum die Muscheln: Sie ernähren sich zum größten Teil, indem sie mit den Bakterien in Symbiose leben, also den von den Mikroorganismen produzierten Kohlenstoff für sich nutzen. Doch über die genauen Lebensumstände der Tiefseeorganismen, ihre Fortpflanzung und Verbreitungsmöglichkeiten ist noch wenig bekannt.

„Langfristige und großräumige Untersuchungen im natürlichen Lebensraum der Muscheln sind aufgrund der Wassertiefe und des hohen technischen Aufwandes bei Tiefseearbeiten kaum möglich“, sagt die Biologin Corinna Breusing vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel.

Jetzt ist es Breusing in Kooperation mit dem Kiel Marine Organism Culture Center (KIMOCC), einem Gemeinschaftsprojekt des GEOMAR mit dem Kieler Exzellenzcluster „Ozean der Zukunft, gelungen, Tiefseemuscheln der Art Bathymodiolus azoricus in Versuchsräumen des GEOMAR zu kultivieren. „Das ist schon etwas Besonderes. Weltweit sind wir neben dem Oregon Institute of Marine Biology und der Universität der Azoren die einzige Einrichtung, die es überhaupt geschafft hat, Bathymodiolus-Muscheln erfolgreich in Kultur zu halten“, sagt Corinna Breusing.

Sie schreibt im Rahmen der deutsch-kanadischen Graduiertenschule HOSST am GEOMAR ihre Doktorarbeit darüber, wie sich verschiedene Arten der Gattung Bathymodiolus in der Tiefsee herausgebildet haben und wie der Austausch zwischen verschiedenen Populationen erfolgt. „Ohne die Möglichkeit, die Muscheln unter kontrollierten Bedingungen zu beobachten, wäre das kaum möglich “, betont Breusing.

Ihre Forschungsobjekte wurden während einer Ausfahrt des französischen Forschungsschiffs POURQOI PAS? im Sommer 2013 mit dem Tiefseeroboter ROV VICTOR 6000 von einem 850 Meter tief gelegenen hydrothermalen Schlot in der Nähe der Azoren im Atlantik gesammelt. Das Halten der Tiefseemuscheln stellt für die Wissenschaftler eine große Herausforderung dar: Um die lichtscheuen Tiere bzw. deren Symbionten ausreichend mit dem für sie lebenswichtigen Schwefelwasserstoff und Methan zu versorgen, haben die Forscher eine kontinuierliche „Fütterung“ mit Natriumsulfid und einem Luft-Methangemisch installiert. Nicht ganz einfach.

„Da sowohl Schwefelwasserstoff als auch Methan in entsprechenden Konzentrationen giftig und brennbar sind, mussten einige Sicherheitsaspekte bedacht werden. Aber genau solche Herausforderungen bei der Kultur von Meerestieren in der Forschung zu bewältigen, ist unser Ziel“, erläutert Dr. Claas Hiebenthal, Leiter des KIMOCC.

Da Bathymodiolus azoricus im Gegensatz zu vielen anderen Tieren aus vergleichbaren Tiefsee-Lebensräumen zusätzlich zur Symbiose mit den Bakterien auch über ein eigenes Verdauungssystem verfügt, bekommen sie außerdem einzellige Meeresalgen als Futter. „Die Muscheln sind aktiv, filtrieren sichtbar das Wasser und klettern in den Aquarien herum – es scheint ihnen bei uns also gut zu gehen“, so Dr. Hiebenthal weiter. Und einen Umweltfaktor der Tiefsee mussten die Wissenschaftler glücklicherweise nicht simulieren: Bathymodiolus-Muscheln können sich erstaunlicherweise an Atmosphärendruck anpassen, so dass keine Verwendung von Druckkammern notwendig ist.

Einen ersten großen Erfolg konnten die GEOMAR-Forscher bereits verbuchen: Kürzlich ist es gelungen, einzelne Muscheln mithilfe von Hormoninjektionen kontrolliert zum Ablaichen zu bringen. „Das ist bei dieser Art vorher noch niemandem gelungen“, berichtet Breusing begeistert. Ihr Vorhaben ist es nun, die Larven der Tiere großzuziehen, um Schwimmverhalten und Temperaturtoleranzen zu bestimmen. „Diese Daten sind wichtig, um in Computermodellen die Verdriftung von Larven im Ozean nachvollziehen zu können.“

Doch bis dahin ist es noch ein weiter Weg. „Die Reproduktion von Bathymodiolus azoricus im Labor und Untersuchungen an deren Larven sind absolutes Neuland“, betont Prof. Dr. Thorsten Reusch, Leiter des Forschungsbereichs „Marine Ökologie“ am GEOMAR, der auch die Doktorarbeit von Corinna Breusing betreut. „Wir sind gespannt, wie es weitergeht.“

Weitere Informationen:

http://www.geomar.de
Das GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel
http://www.futureocean.org/en/kimocc/index.php
Kiel Marine Organism Culture Centre “KIMOCC”
http://www.hosst.org
Deutsch-kanadische Graduiertenschule HOSST

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

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Frühwarnsignale für Seen halten nicht, was sie versprechen
05.12.2016 | Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

nachricht Besserer Schutz vor invasiven Arten
15.11.2016 | Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einzelne Proteine bei der Arbeit beobachten

08.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Intelligente Filter für innovative Leichtbaukonstruktionen

08.12.2016 | Messenachrichten

Seminar: Ströme und Spannungen bedarfsgerecht schalten!

08.12.2016 | Seminare Workshops