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 Paradiese in Gefahr: Bayreuther Studierende forschen auf den Malediven zu Plastikmüll in den Meeren
13.04.2017 | Universität Bayreuth

nachricht Ozeanversauerung: Wie individuell sind die Reaktionen?
06.04.2017 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

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: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

3. Bionik-Kongress Baden-Württemberg

24.04.2017 | Veranstaltungen

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Phoenix Contact übernimmt Spezialisten für Netzleittechnik

24.04.2017 | Unternehmensmeldung

Phoenix Contact beteiligt sich an Berliner Start-up Unternehmen für Energiemanagement

24.04.2017 | Unternehmensmeldung

Phoenix Contact übernimmt Spezialisten für industrielle Kommunikationstechnik

24.04.2017 | Unternehmensmeldung