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Montag, 26.09.2016
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Tiefsee: Bakterienschmaus für Steinkrabben

Einblick in das hochspezialisierte Nahrungsnetz an den Methanquellen der Tiefsee

Cold Seeps, kalte Quellen, bilden eine Art Oasen der Tiefsee. Jetzt haben Forscher vor der Küste Costa Ricas entdeckt, dass auch bestimmte Krebse diese Oasen nutzen: Sie weiden die Bakterienmatten ab, die an den Tiefseequellen wachsen. Dies belege, dass nicht nur sesshafte Organismen von der Produktivität rund um die Cold Seeps profitieren, berichten die Forscher im Fachmagazin "PLoS ONE".
Krebs auf der Bakterienmatte in der Nähe des Schlammvulkans Mound 12

Krebs auf der Bakterienmatte in der Nähe des Schlammvulkans Mound 12

Der Boden der Tiefsee ist über weite Strecken öde und unbelebt – eine Wüste, kilometerhoch mit Wasser bedeckt. Aber es gibt dort auch Oasen: Sie bilden sich rund um sogenannte Cold Seeps, kalte Quellen, an denen Wasser gelöste Elemente aus dem Meeresboden herauftransportiert. Dort können spezialisierte Mikroben austretendes Methan und Sulfat aus dem Meerwasser in Schwefelwasserstoff umwandeln. Von diesem profitieren Würmer und Muschel, die in enger Symbiose mit weiteren Bakterien leben, die den Schwefelwasserstoff für ihr Wachstum nutzen. In ihren Körperzellen bauen sie zudem Kohlenstoff ein, der aus der chemischen Reaktion des Methans stammt.

„Die Koexistenz bei Organismen, die sich fest an den Cold Seeps angesiedelt haben, ist bereits gut erforscht“, erklärt Peter Linke vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel, einer der beiden Hauptautoren der Studie. „Wir konnten jetzt einen Beweis erbringen, dass auch Krebse zu den Nutznießern der Methanquellen gehören. Damit nähern wir uns einer Antwort auf die Frage, welche Organismen von den Cold Seeps profitieren: Wandernde Mischkostler gehören offenbar auch dazu.“

Steinkrabben beim Grasen ertappt


Auf Tauchgängen mit dem Tauchboot ALVIN und dem Unterwasserroboter QUEST vor der Küste Costa Ricas beobachteten die Forscher im Sommer 2005 an einer Methanquelle in der Nähe des Schlammvulkans „Mound 12“ Steinkrabben, die Bakterienmatten abgrasten. „Soweit wir wissen, wurden bisher ein einziges Mal Tiefseekrabben beim Fressen an Bakterienmatten entdeckt“, erläutert Linke. „Unser Team war das erste, dem auch eine fotografische Dokumentation über einen längeren Zeitraum gelang, der wissenschaftliche Interpretationen zulässt.“


Dafür wurde ein Tiefseeobservatorium mit einer Kamera versehen und über einer Bakterienmatte platziert. Über rund 400 Stunden löste die Kamera automatisch alle 30 Minuten aus. „Auf 184 Bildern waren Krebse zu sehen, die über die Bakterienschicht krochen und offenbar den Bakterienrasen abgrasten, beschreibt Niemann die Beobachtungen. „Nach dem ,Grasen’ dauerte es jeweils einige Stunden, bis die Tiere zurückkehrten. So konnten immer neue Bakterien nachwachsen.“

Willkommenes Beifutter


Mit dem Tauchboot ALVIN brachten die Meeresbiologen einen der Krebse an Bord ihres Forschungsschiffs ATLANTIS. Für den Vergleich mit den Bakterien zog der Tauchroboter QUEST von Bord der METEOR kurze Sedimentkerne aus dem Meeresboden. DNA- und Isotopen-Analysen am Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie ergaben, dass sich die Krebse tatsächlich von der Bakterienmatte ernähren und größere Mengen chemisch produzierten Kohlenstoffs aufnehmen.

"Wir haben in den Körperzellen aber auch Spuren von Kohlenstoff gefunden, der unter Lichteinfluss durch Photosynthese gebildet wurde“, fasst Hauptautor Niemann die Ergebnisse zusammen. „Deshalb gehen wir davon aus, dass Cold Seeps einen wichtigen, aber nicht den einzigen Beitrag zur Ernährung von wandernden Tieren am Boden der Tiefsee leisten und auf diesem Weg Kohlenstoff, der durch Chemosynthese aus Methan gewonnen wird, ins marine Nahrungsnetz eingeht.“ (PloS ONE; 2013; doi: 10.1371/journal.pone.0074894)
(GEOMAR, 08.10.2013 - NPO)
 
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