"Volkszählung" in der Tiefsee

Insgesamt 2.700 WissenschafterInnen aus 80 Ländern waren an der einzigartigen Gemeinschaftsaktion beteiligt; darunter auch Monika Bright, stellvertretende Leiterin des Instituts für Meeresbiologie der Universität Wien, und die damalige Dissertantin Sabine Gollner.

Die beiden Meeresbiologinnen haben eine umfassende Bestandserhebung exotischer Tiefsee-Lebewesen durchgeführt und dazu mehrfach im Journal PloS ONE – ChEss Special Collection 2010 publiziert.

Vor kurzem wurde eine groß angelegte Tierzählung an den Hydrothermalquellen in Vulkankratern, sogenannte „Hot Vents“, sowie an kalten Erdöl- und Erdgaslagerstätten der Tiefsee, sogenannte „Cold Seeps“, abgeschlossen. Insgesamt wurden von der Wiener Forschungsgruppe über 150.000 winzige Tiere gezählt. Diese waren Grundlage für drei abgeschlossene und zwei noch laufende Diplomarbeiten sowie für die Dissertation von Sabine Gollner.

Die Meeresbiologin, die bis vor kurzem in der Gruppe von Monika Bright am Department für Meeresbiologie der Universität Wien tätig war, erfasste in den vergangenen Jahren davon allein über 70.000. Diese kleinsten Lebewesen kamen mit Hilfe des U-Boots „Alvin“ aus den Tiefen des Ostpazifischen Rückens und des Golfs von Mexiko an die Oberfläche, wurden am Forschungsschiff fixiert und dann in Wien gezählt. Und nicht nur das: Die Tiere wurden auch identifiziert, um Fragen nach Diversität, Biogeographie, Ökologie und Herkunft zu beantworten.

Ein Teil der in vielerlei Hinsicht überraschenden Ergebnisse ist seit kurzem in drei Publikationen im Journal „PloS ONE – ChEss Special Collection 2010“ nachzulesen.

Mehr Stress – weniger Arten

Neu ist die Erkenntnis, dass die Meiofauna – also jener Teil der Tiergemeinschaft, der kleiner als ein Millimeter ist – im Gegensatz zur gut erforschten großen Makrofauna auch am kalten Basaltgestein im Vulkankrater vorkommt und nicht nur an den hydrothermalen Quellen. Monika Bright dazu: „Das ist unerwartet, da wir davon ausgegangen sind, dass sich die Meiofauna wie die Makrofauna verhält.“

Darüber hinaus haben die Forscherinnen herausgefunden, dass sich an den heißen Hydrothermalquellen nur wenige Arten der Meiofauna etablieren können. Hier gilt die Devise: Je heißer und giftiger der Lebensraum, umso weniger Arten kommen vor. Dieses Ergebnis widerspricht ökologischen Theorien, die vorhersagen, dass die Diversität entlang eines Stressgradienten im mittleren Stresslevel am höchsten, in hohen und niedrigen Stressbereichen am niedrigsten sei. „Das trifft zwar auf die Makrofauna zu – die Meiofauna hingegen zeigt die niedrigste Diversität bei höchstem Stress und dann abfallend höchste Diversität bei niedrigstem Stress“, erläutert Bright.

Phänomen Fadenwürmer: Überleben in heißer und kalter Umgebung

Eine Frage, die Monika Bright und Sabine Gollner in diesem Zusammenhang besonders beschäftigte, ist der Ursprung einer der wichtigsten Arten der Meiofauna: den Fadenwürmern (Nematoda). Diese winzigen Tiere kommen sowohl an „Hot Vents“ als auch an „Cold Seeps“ vor. „Wir finden die nächsten verwandten Arten der Nematoden der heißen Quellen in den umgebenden Schlammen. Diese mussten also keine weite Strecke zurückgelegen, allerdings konnten nur extrem temperaturtolerante Arten einwandern“, erklärt Monika Bright. Interessanterweise liegt aber der Ursprung jener Fadenwürmer, die Cold Seeps – also kalte Erdöl- und Erdgaslagerstätten – bewohnen, nicht in der Tiefsee, sondern im weit entfernten Flachwasser. „Somit zeigen die beiden Tiefseehabitate, die auf Chemosynthese basieren, wenige Gemeinsamkeiten“, betont Bright: „Wer wo lebt, wissen wir jetzt an zwei ausgewählten Beispielen. In Zukunft werden wir uns damit beschäftigen, warum das so ist.“

Ruderfußkrebse bevorzugen „Black Smokers“

Im Rahmen der Untersuchungen wurden auch spektakuläre höhere Tiergruppen entdeckt und deren Verbreitung erforscht. Dazu zählt z.B. die artenreiche Familie der Dirivultidae, die zu den Ruderfußkrebsen gehören. Sie leben ausschließlich an heißen Tiefseequellen und sind mit ihren zwei Millimetern Körperlänge mit freiem Auge fast nicht zu erkennen. Besonders gut gefällt es den Dirivultidae am Fuße von „Black Smokers“ – Sulfidschlote, die extrem heiße Thermalflüssigkeit aus dem Erdinneren speien: Sie kommen hier so zahlreich vor, dass sie alle anderen Tiere in den Schatten stellen – sogar den Weltmeister der Hitzetoleranz, den Pompeiwurm. „Die Dirivultidae sind weder in Tiefseeschlammen noch an kalten Quellen zu finden. Ihre nächsten Verwandten sind Ruderfußkrebse, die hauptsächlich auf Tieren aus dem Seichtwasser leben“, erklärt Meeresbiologin Bright: „Woher sie also ursprünglich stammen, ist ein Rätsel, das es noch zu lösen gilt.“

Die Studien in Vulkankratern wurden im Rahmen der FWF Projekte „Meiovent“ (2003 bis 2007) und „Meiosuccession“ (2006 bis 2011) finanziert. Die Studien an Erdöl- und Erdgaslagerstätten (2006 bis 2008) wurden vom Mineral Management Service, USA, finanziert und von Charles R. Fisher, Professor an der Pennsylvania State University, geleitet.

Kontakt
Ao. Univ.-Prof. Dr. Monika Bright
Department für Meeresbiologie
Universität Wien
1090 Wien, Althanstraße 14
T +43-1-4277-571 05
monika.bright@univie.ac.at
Rückfragehinweis
Mag. Veronika Schallhart
Öffentlichkeitsarbeit
Universität Wien
1010 Wien, Dr.-Karl-Lueger-Ring 1
T +43-1-4277-175 30
M +43-664-602 77-175 30
veronika.schallhart@univie.ac.at