Wissenschaftler verfolgen die Wege von Meeresmikroorganismen
Zwei Wissenschaftlergruppen haben große Fortschritte beim Verständnis der Verbreitung von Planktonmikroben in unseren Ozeanen gemacht. Die in der Fachzeitschrift Science veröffentlichten Studien erweitern unser Wissen über Meeresbiodiversität und zeigen, dass weder Kieselalgen (eine Gruppe mikroskopisch kleiner Algen) noch Meeresbakterien denselben Mustern wie größere Organismen folgen. Mit Unterstützung des Marie-Curie-Mobilitätsprogramms der Europäischen Kommission untersuchte Dr. Pedro Cermeño von der Universität Vigo in Spanien die Verteilung von Kieselalgen zur Einschätzung einer Hypothese, die erstmals vor über 200 Jahren formuliert wurde: "alles ist überall, aber die Umwelt selektiert" bei mikrobiellen Spezies. Dr. Cermeño und seine Kollegen untersuchten Fossilien von Kieselalgenansammlungen, die aus weit entfernten und sehr unterschiedlichen offenen Ozeanumgebungen stammten und überprüften die Bedeutung von Umweltselektion und Ausbreitungsbegrenzung an der Verteilung dieser "Morphospezies" in den Ozeanen der Welt. Bei größeren Spezies erfolgt die räumliche Verbreitung vom Zentrum des Ursprungs her aus. Je weiter das Zentrum entfernt ist, desto weniger Gemeinsamkeiten weisen Individuen der Spezies auf. Die Fossilienuntersuchung ergab, dass dies bei Kieselalgen offenbar nicht so ist. Ihre Ausbreitung ist nicht auf die gleiche Art begrenzt wie die von größeren Tieren. So verhindert beispielsweise ein Meeresumfeld geografische Isolation über lange Zeitabschnitte. "Aus unseren Ergebnissen lässt sich schließen, dass sich die Biodiversitäts- und Makroevolutionsmuster auf mikrobieller Ebene fundamental von denen makroskopischer Tiere und Pflanzen unterscheiden. Damit wird mit der Auffassung aufgeräumt, dass alle Lebewesen ähnlichen ökologischen und evolutionären Regeln folgen", schlussfolgern die Wissenschaftler. Diese Schlussfolgerung wird von einer zweiten, ebenfalls in Science veröffentlichten Studie bekräftigt, bei der die Entdeckung großer Mengen von wärmeliebenden, anaeroben Bakterien in Sedimenten unter dem Gefrierpunkt im Nördlichen Eismeer vor der norwegischen Insel Spitzbergen beschrieben wird. Eine Analyse der Verbreitung dieser Bakterien könnte beim Aufspüren von austretenden Flüssigkeiten aus heißen Meeresbodenlebensräumen helfen und auf derzeit noch nicht entdeckte Erdöllagerstätten im Meer hinweisen. Gemeinsam mit einem internationalen Wissenschaftlerteam stellt der Untersuchungsleiter Dr. Casey Hubert von der Universität Calgary in Kanada die Theorie auf, dass die im Arktissediment gefundenen Bakterien aus einer tiefen, unter Druck stehenden Erdöllagerstätte stammen könnten, von der aus nach oben austretende Kohlenwasserstoffe Bakterien in darüber liegendes Meerwasser transportieren. Die alternative Hypothese der Gruppe ist, dass die Bakterien an ihren ursprünglichen Lebensräumen von hydrothermalen Ausflüssen und Hot Spots durch Meeresströmungen erfasst und schließlich in der Arktis abgelagert wurden. "Die genetische Ähnlichkeit mit Bakterien aus heißen Erdöllagerstätten im Meer sind bemerkenswert", berichtet Dr. Hubert. "Wir erwarten von den weiter laufenden Untersuchungen eine genaue Ermittlung der Quelle oder Quellen dieser deplatzierten Mikroben. Dadurch könnte es zu interessanten Anwendungen kommen, wenn sie tatsächlich aus undichten Erdöllagerstätten aufsteigen." Wenn wärmeliebende oder thermophile Bakterien aus ihrem heißen und unwirtlichen Lebensraum entfernt werden, beginnen sie mit der Überwinterung als Sporen in kälteren Sedimenten. Diese Ruheformen, die lange Zeit ungünstige Bedingungen überstehen, können wieder erweckt werden. "Die arktischen thermophilen Mikroorganismen könnten wichtige Hinweise für die Lösung großer Rätsel der Biogeografie geben", so Dr. Hubert.
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