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Wenn Meerwasser Extrarunden dreht

Funktionalisierte polyzyklische Aromate

Warum fressen Bakterien ihre riesige Speisekammer Meer nicht einfach leer? Denn der Hauptteil des gelösten organischen Materials treibt viele Tausend Jahre lang in mundgerechten Stückchen in der Tiefsee umher, ohne dass ein Bakterium zubeißt. „Man muss sich das wie ein permanentes Oktoberfest im Ozean vorstellen, auf dem zwar ein paar Grillhendl über den Tresen gehen, aber niemand das Bier anrührt“, sagt Thorsten Dittmar vom Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie in Bremen.

Mit einer sogenannten CTD-Rosette können die Wissenschaftler Wasserproben aus unterschiedlichen Tiefen entnehmen und an Bord holen. © MPI für marine Mikrobiologie

Überraschung in der Tiefsee

Doch zumindest einen Teil des Rätsels haben die Wissenschaftler bereits gelöst. Sie haben erstmals eine Substanzklasse in der Tiefsee entdeckt, die dort nicht vermutet wurde: funktionalisierte polyzyklische Aromaten. Bisher ist kein Organismus bekannt, der diese aus mehreren Kohlenstoffringen bestehenden Kohlenwasserstoffe produzieren kann. Sie entstehen nur, wenn organische Substanz verbrannt oder durch Erdwärme in tiefen Sedimentschichten erhitzt wird.

Insbesondere in sehr altem Tiefenwasser, das lange vor Beginn der Industrialisierung das letzte Mal an der Oberfläche lag, fanden die Forscher erhöhte Konzentrationen dieser Stoffe. Damit scheiden vom Menschen verursachte Verbrennungsprozesse als Quelle aus. Denn wenn die menschlich beeinflussten Substanzen vom Land ins Meer gelangen, werden sie schon an der Oberfläche größtenteils durch Sonnenlicht abgebaut.

Hydrothermale Quelle im Pazifik © NOAA

Sedimente als Ursprung

Die Aromaten, die Dittmar und seine Kollegen überall in der Tiefsee nachgewiesen haben, könnten also aus den Sedimenten des Ozeanbodens stammen. Dittmar entwirft dafür folgendes Szenario: Meerwasser, das eine Art Extrarunde durch den Meeresboden dreht, tritt unter anderem an hydrothermalen Quellen mit Temperaturen von mehr als 400 Grad Celsius wieder aus. Vermutlich werden auf diese Weise organische Stoffe aus den Sedimenten herausgelöst und, chemisch umgewandelt, in die Tiefsee gespült. Weil hier das zerstörerische Sonnenlicht fehlt, bleiben sie lange stabil. „Bis zu 20 Prozent des gelösten organischen Materials könnte auf diesem Weg durch Hitzeeinwirkung verändert werden“, schätzt Dittmar.

Zwangsdiät aus polyzyklischen Aromaten

So ließe sich auch erklären, warum Bakterien die meisten im Meerwasser gelösten organischen Substanzen links liegen lassen: Möglicherweise fehlen ihnen einfach die geeigneten Werkzeuge für den Abbau der veränderten Substanzen, sodass sie gezwungenermaßen auf viele ursprünglich leckere Happen verzichten.

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Nils Ehrenberg / MaxPlanckForschung
Stand: 26.08.2011

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

„All you can eat“ für Mikroben
Weltmeere speichern große Mengen an organischem Material

Ein kaltes Buffet für Bakterien
700 Milliarden Tonnen Kohlenstoff im Ozeanwasser

Forscher als Ernährungsberater
Fressverhalten von Mikroben im Visier

Wenn Meerwasser Extrarunden dreht
Funktionalisierte polyzyklische Aromate

Bakterien als Klimamacher
Zwischen Eiszeit und Tauwetter

Algenblüte als Zuckerschleuder
Forschungsergebnisse für Medizin und Klimaforschung interessant

Organische Moleküle und polyzyklische Aromate
Ein Glossar

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