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Meeresbiologie: Marine Mikroorganismen sind Weltenbummler

Kieselalge
Die Mikroorganismen der Ozeane können extreme Entfernungen überbrücken und sich somit weltweit ausbreiten, haben zwei Arbeitsgruppen unabhängig voneinander festgestellt. Während zwei Meeresforscher aus den USA die globale Verteilung mikroskopisch kleiner Kieselalgen seit der Eiszeit untersucht haben, entdeckte ein internationales Team wärmeliebende Bakterien in arktischen Gewässern.

Spitzbergen | Vor Spitzbergen, auf 79 Grad nördlicher Breite, ist es kalt. Dennoch konnten Meersforscher hier in Sedimenten Sporen wärmeliebender Bakterien finden.
Die Wissenschaftler um Casey Hubert vom Bremer Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie hatte nach kälteliebenden Bakterien in Meeressedimenten von Spitzbergen gesucht. Als sie bei ihren Messungen der mikrobiellen Stoffwechselaktivität die Temperatur von minus 2 Grad Celsius kontinuierlich auf 80 Grad erhöhten, erlebten die Forscher eine Überraschung: Bei einer Temperatur von 40 bis 60 Grad Celsius stieg die Aktivität der Sedimentproben stark an. Offensichtlich waren Sporen so genannter themophiler Bakterien zum Leben erwacht [1].

Die Forscher schätzen, dass ein Gramm arktisches Sediment bis zu 100 000 thermophiler Sporen enthält. Überraschend sei nicht die Existenz wärmeliebender Bakterien in der Arktis an sich, sondern die riesigen Mengen, die hier vorkommen, betont Arbeitsgruppenleiter Bo Barker Jørgensen.

Über die Herkunft der Bakterien, die ohne Sauerstoff gedeihen, können Hubert und seine Kollegen nur spekulieren. Einerseits könnten die wärmeliebenden Mikroben aus Spalten sich neubildender Erdkruste an den mittelozeanischen Rücken stammen. Auch heiße Erdöllagerstätten, aus denen Gas und Öl ausströmen, seien als Quelle möglich, da sich die gefundenen Bakterien genetisch mit denen aus heißen Nordseeölvorkommen ähneln.

Kieselalgen | Mikroskopisch kleine Kieselalgen können sich weltweit verbreiten.
Eine weltweite Verbreitung mariner Mikroorganismen konnten auch Pedro Cemeño und Paul Falkowski von der Rutgers University in New Brunswick feststellen. Die Wissenschaftler hatten fossile Spuren einzelliger Kieselalgen untersucht, die bei Sedimentbohrungen der Forschungsprojekte Deep Sea Drilling Project und Ocean Drilling Program zutage kamen. Dabei konnten sie die globale Verteilung von 307 Diatomeenarten bis ins frühe Pleistozän vor 1,5 Millionen Jahre zurückverfolgen [2].

Es zeigte sich, dass sich die Diatomeengemeinschaften in arktischen und antarktischen Gewässern stark ähnelten. Auch in gemäßigten Zonen, die jeweils weit auseinander lagen, fanden sich ähnliche Arten. Demnach unterscheiden sich die Kleinstlebewesen des Meeres deutlich von höheren Pflanzen und Tieren, deren weltweite Verbreitung oft durch geografische Barrieren verhindert wird. (aj)

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  • Quellen
[1] Hubert, C. et al.: A Constant Flux of Diverse Thermophilic Bacteria into the Cold Arctic Seabed. In: Science 325, S. 1541–1544, 2009.
[2] Cemeño, P., Falkowski, P. G.: Controls on Diatom Biogeography in the Ocean. In: Science 325, S. 1539–1541, 2009.

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