Leben an heißen Quellen im kalten Ozean

Nahrung aus chemischen Reaktionen

Photosynthese ist die bekannteste Grundlage biologischer Produktion, aber nicht die einzige. An Hydrothermalquellen können Mikroorganismen Energie aus chemischen Reaktionen nutzen, um organische Stoffe aufzubauen. Dieser Vorgang wird als Chemosynthese bezeichnet. Je nach Organismus und Standort werden unterschiedliche Stoffwechselwege genutzt. Die Mikroben können als Nahrung dienen oder eng mit Tieren zusammenleben. So entstehen Gemeinschaften, die nicht unmittelbar vom einfallenden Sonnenlicht am Standort abhängen. Daraus sollte jedoch keine vollständige Unabhängigkeit von sämtlichen Prozessen des übrigen Ozeans abgeleitet werden. Austausch mit dem umgebenden Meer und die Verfügbarkeit weiterer Reaktionspartner bleiben wichtig. Die Quellen zeigen vor allem, dass biologische Produktion vielfältiger ist als das vertraute Bild grüner Pflanzen, die an einer beleuchteten Oberfläche wachsen.

Die bewohnbare Zone liegt dazwischen

Aus manchen Quellöffnungen tritt extrem heißes Fluid aus. Die auffälligen Tieransammlungen sitzen jedoch nicht einfach im unverdünnten heißesten Strom. Durch Mischung mit kaltem Meerwasser entstehen räumlich wechselnde Übergänge, in denen geeignete Temperaturen und chemische Bedingungen zusammentreffen. Schon kleine Positionsunterschiede können deshalb bedeutend sein. Bei bestimmten Tiefseegarnelen untersuchen Forschende Bakteriengemeinschaften in beziehungsweise an den Kiemenbereichen und deren mögliche Beiträge zur Ernährung. Solche Beziehungen lassen sich nicht allein durch räumliche Nähe beweisen. Stoffwechselanalysen und weitere Methoden müssen zeigen, welche Prozesse tatsächlich stattfinden. Das Beispiel verdeutlicht ein allgemeines Prinzip der Symbioseforschung: Gemeinsam vorkommende Organismen können wichtige Partner sein, doch ihre konkreten Leistungen und gegenseitigen Vorteile müssen Schritt für Schritt geprüft werden, statt sie aus einem eindrucksvollen Bild abzulesen.

Oasen mit wechselnder Geschichte

Hydrothermalfelder sind keine unveränderlichen Einrichtungen. Geologische Vorgänge können den Fluidfluss verändern, neue Quellen entstehen lassen oder bestehende versiegen lassen. Damit verändern sich auch die Lebensbedingungen. Für Tiere und Mikroorganismen sind Besiedlung, Verbreitung und die Verbindung zwischen geeigneten Standorten deshalb wichtige Forschungsfragen. Eine dichte Ansammlung an einer Quelle sagt noch wenig darüber aus, wie gut sich eine Population nach einer Störung erholt. Auch die Verbreitung ähnlicher Quellen bedeutet nicht automatisch, dass alle Standorte untereinander austauschbar wären. Die Erforschung dieser Systeme muss geologische und biologische Zeitskalen zusammenführen. Gerade weil die Tiefsee schwer zugänglich ist, bleiben viele Beobachtungsreihen räumlich und zeitlich begrenzt. Wissenslücken sind hier kein Grund für Beliebigkeit, sondern ein Anlass, weitreichende Aussagen besonders sorgfältig zu begrenzen.

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