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Marine Ökologie: Nährender Schnee

Hitze, Säure, kaum Sauerstoff und eine starke Brandung: Es gibt gemütlichere Lebensräume auf diesem Planeten. Eine asiatische Krabbenart aber entwickelte eine erstaunliche Anpassungsleistung an die harschen Umweltbedingungen und nutzt sie mit Gespür.
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Eigentlich schaffen sie eine lebensfeindliche, saure und heiße Umgebung. Dennoch sind hydrothermale Meeresquellen ein blühender Hort der Vielfalt – zumindest in der Tiefsee. Ihre schwefelhaltigen Ausflüsse bilden den Ausgangspunkt eigentümlicher Lebensgemeinschaften, die völlig unabhängig vom Sonnenlicht existieren können und eine erstaunliche Zahl an Bakterien, Würmern, Muscheln und Krabben aufweisen.

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Hydrothermalquelle | Vor der taiwanischen Insel Kueishan emittieren Hydrothermalquellen beständig große Mengen elementaren Schwefels und giftige Gase. Anders als im Umkreis der Schwarzen Raucher der Tiefsee können sich deshalb keine Bakterienrasen ausbilden, die von Sulfiden leben, und auch höhere Tiere fehlen zumeist im toxischen Umfeld der Raucher. Daher gelten die Heißwasseraustritte in Küstennähe zumeist als artenarme Lebensräume.
Dagegen galten die – je nach ausgestoßener Materie – auch Schwarze oder Weiße Raucher genannten Unterwasser-Geysire des flachen Wassers bislang als eher eintönige, artenarme Ökosysteme. Und das obwohl sie ein ähnlich extremes Umfeld wie an den Heißwasserschloten der Tiefsee bieten.

Auch die hydrothermalen Quellen vor der taiwanesischen Insel Kueishan etwa können mit Temperaturen bis 116 Grad Celsius ungemütlich heiß werden, sind sehr schwefelreich und – bei pH-Werten bis 1,75 – extrem sauer. Mindestens neun Heißwasserquellen blasen abwechselnd, aber stetig schwefelige Wolken und giftige Gasblasen aus Kohlendioxid oder Schwefelwasserstoff ins Wasser. Im Großen und Ganzen ähneln sie also ihren Tiefsee-Pendants. Was macht sie folglich so speziell und monoton?

Im Gegensatz zu den Tiefsee-Rauchern tritt der Schwefel vor Kueishan in fast reiner elementarer Form aus. Um aber als Basis der Nahrungskette zu dienen, müssen die hohen Schwefel-Konzentrationen der Quellen überwiegend in Form von Sulfiden austreten. Nur dann können sie die Mikroben verwerten und anschließend selbst andere Organismen nähren. Vor der taiwanesischen Insel fehlen demnach die entsprechenden Bakterienrasen, und das Ökosystem bleibt artenarm.

Dennoch existiert dort Leben. Denn während die autarken Lebensgemeinschaften an den dunklen Tiefseeschloten zwingend von der bakteriellen Energiegewinnung aus den Schwefelverbindungen abhängen, gibt es in der Umgebung der hydrothermalen Quellen um Kueishan für höhere Tiere eine Alternative: Plankton, das im flachen, lichtreichen Wasser Fotosynthese betreiben kann, und Zooplankton, das vom Meeresgrün lebt.

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Xenograpsus testudinatus | An den Hydrothermalquellen vor Kueishan lebt die Echte Krabbe Xenograpsus testudinatus in großer Zahl. Sie ernährt sich von Plankton und Zooplankton, das im Umfeld der Raucher zum Meeresgrund rieselt.
Diese Alternative ermöglicht es auch einer echten Krabbenart – dem Zooplankton fressenden Xenograpsus testudinatus – im Umkreis von Heißwasseraustritten vor Kueishan zu überleben – und das in enormen Mengen: Bis zu 364 Exemplare können sich auf einem Quadratmeter Fläche tummeln. Es stellt sich für Xenograpsus testudinatus nur ein Problem: Plankton und Zooplankton gedeihen nicht im direkten toxischen Umfeld der Schlote und wären somit für ihn unerreichbar. Warum also überleben die Krustentiere nicht nur trotz des anscheinenden Nahrungsmangels, sondern prosperieren geradezu?

Wie jetzt ein Team um Ming-Shiou Jeng von der Academia Sinica, Taiwan, beobachten konnte, nutzt die Krabbe dazu geschickt und mit Gespür die harschen Bedingungen seiner Heimat aus. Zweimal am Tag schwärmt Xenograpsus testudinatus zu Abertausenden aus seinen schützenden Felsspalten an den Schwefelaustritten aus, um zu fressen – immer dann, wenn im Meer ein durch die Gezeiten bedingter relativer Ruhestand eintritt.

Zur gleichen Zeit setzt auch stets ein dichter Schneefall an den Hängen der Schlote ein: Für kurze Zeit schweben enorme Mengen an totem Plankton in Richtung Meeresgrund, und trüben dabei das Wasser wie Flocken in einem Schneesturm die Luft. An diesem Leichenberg aus Algen und Kleinstlebewesen tun sich die Heerscharen an Krustentieren gütlich.

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Xenograpsus testudinatus auf Nahrungssuche | Xenograpsus testudinatus auf Nahrungssuche: Immer wenn das Meer gezeitenbedingt zu einem relativen Stillstand kommt, schwärmen die Krabben aus, um zu fressen. Sie profitieren von absinkenden Planktonmassen, die in Mengen herabrieseln, die an Schneefall erinnern. Ursache des Planktonsterbens sind die Hydrothermalquellen: Immer wenn das Meer ruhig ist, treten Schwefel und Gase nahezu senkrecht aus den Rauchern aus und töten in ihrem Umfeld alles Leben.
Verursacht werden der Massentod des Planktons, und der nachfolgende organische Niederschlag, durch die Schwarzen Raucher: Sobald das Meer zum Stillstand kommt, blasen sie ihre Gifte senkrecht und damit konzentriert ins Wasser.

Jedes Lebewesen, das sich in der Nähe dieses tödlichen Hauchs befindet, stirbt oder wird zumindest narkotisiert. Unfähig sich fortzubewegen, sinken die Organismen des Zooplanktons – und selbst Fische – zu Boden, wo sie von den Krebstieren schon gierig erwartet werden. Ein ähnliches Ernährungsverhalten konnte nach Aussage der Forscher noch bei keiner weiteren Art der hydrothermalen Quellen beobachtet werden.

Sobald die Strömungen wieder stärker werden, und der nährende Schneefall versiegt, verkriechen sich auch die Krabben wieder in ihren Trutzburgen. Dort warten sie bis zur nächsten tödlichen, aber ihnen Leben spendenden Giftwolke: Planktonschnee ist für sie immer wie weiße Weihnachten mit Festtagsschmaus.
23.12.2004

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 23.12.2004

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