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Leben in Zeitlupe

Tot oder nur im Überdauerungskoma?

„Man gewinnt oft den Eindruck, der tiefe Untergrund sei geradezu ein Garten Eden für Mikroorganismen. Unsere Forschungsergebnisse zeigen allerdings eher das Gegenteil“, dämpft Stephen Giovannoni, Mikrobiologe an der Oregon State University, den Enthusiasmus vieler Kollegen. Auch wenn allerorten neue Lebensformen und -strategien entdeckt werden – ein Zuckerschlecken ist das Dasein in der Tiefen Biosphäre nicht.

Joides Resolution
Mit dem Bohrschiff „Joides Resolution“ bringen Wissenschaftler des internationalen Ocean Drilling Program (IODP) Bohrkerne aus der Tiefen Biosphäre ans Tageslicht. © agnormak/ iStock

Durchhalten statt gedeihen?

Tatsächlich scheint das Leben in der Tiefe den meisten Mikroben nicht gerade gut zu bekommen: In Taylorsville im amerikanischen Bundesstaat Virginia stießen Forscher um Tommy Phelps vom Oak Ridge National Laboratory auf Mikroben in rekordverdächtigen 2,7 Kilometern Tiefe. Neugierig geworden, nahmen die Forscher diese Untergrundbewohner genauer unter die Lupe. Das Ergebnis war allerdings ernüchternd: Kaum eine der Zellen war aktiv, von Wachstum oder gar Vermehrung erst recht keine Spur.

Doch genau das widerspricht eigentlich allem, was die Mikrobiologen bisher unter Überleben verstanden. „Wir dachten immer, alles muss wachsen, um überleben zu können. Aber wenngleich dies für das Leben auf der Oberfläche zu stimmen scheint, ist es für Bakterien in extremen Umgebungen offenbar kein geeignetes Motto“ erklärt Phelps. „Was sie dort unten tun, ist nicht sehr viel. Sie versuchen einfach nur durchzuhalten.“

Nur eine lebende Zelle unter tausenden

Mikrobiologen vermuten, dass einige der winzigen Zellen, die sie aus den Bohrkernen herausholten, schon lange Zeit in einer Art Überdauerungszustand ausgeharrt haben, ohne sich auch nur einmal zu teilen. Der Mangel an energiereichen, organischen Molekülen und damit auch an Nahrung scheint sie zu diesem absoluten Sparregime zu zwingen. Für andere Arten ermittelten die Forscher durchschnittliche Generationszeiten von Jahrhunderten bis Jahrtausenden. Im Vergleich dazu leben oberirdische Einzeller geradezu im Zeitraffer: Viele von ihnen, wie beispielsweise unsere Darmbakterien, teilen sich alle zwanzig Minuten.

Die Härten des unterirdischen Lebens scheinen allerdings längst nicht alle Bewohner der Tiefen Biosphäre zu überstehen, wie Forscher des internationalen Ocean Drilling Program (IODP) herausfanden, als sie im Jahr 2000 Bohrkerne aus mehr als 500 Meter Tiefe unter dem Meeresboden untersuchten. Bei der mikroskopischen Analyse fanden sie unter hundert Bakterienzellen maximal eine, die überhaupt Lebenszeichen von sich gab, manchmal sogar nur eine unter 100.000. „Die meisten der unterirdischen Mikroben im marinen Sediment müssen entweder an extrem niedrige Stoffwechselaktivitäten angepasst sein – oder tot“, heißt es im Fazit der Forscher.

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Welche Variante stimmt und ob es vielleicht noch eine ganz andere Erklärung für das seltsame Leben oder „Nichtleben“ der Untergrundmikroben gibt, weiß zur Zeit niemand. Auch Steven D’Hond, Forschungsleiter der ODP-Expedition resümierte: „Kurz gesagt, wir wissen fast nichts über die Populationsstrukturen, die Stoffwechselstrategien, die Zusammensetzung der Lebensgemeinschaften oder die globalen biogeochemischen Einflüsse der Tiefen Biosphäre.“

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Tiefe Biosphäre
Rätselhafte Lebenswelt im "Keller der Erde"

Und sie lebt doch...
Die Entdeckung der Tiefen Biosphäre

Fremde Welt im Untergrund
Wimmelndes Leben und jede Menge Fragen

Im Reich der Extremisten
Die Lebensbedingungen in der Tiefe

In der Wasserstoffwelt
Auf der Suche nach Energie und Nahrung

Leben in Zeitlupe
Tot oder nur im Überdauerungskoma?

Gefängnis oder Wiege des Lebens?
Konkurrenz für die "Ursuppe"

Unterirdische Helfer
Mikroben als "Lagerarbeiter"

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