Die Tiefen des Ozeans galten lange Zeit als unzugängliche Räume mit seltenen Lebensformen. In einer Tiefe von mehreren tausend Metern unter der Oberfläche, wo kein Sonnenlicht eindringt und der Druck enorm ist, glaubte man, dass nur sehr einfache Mikroorganismen gedeihen können. Jüngste Forschungen haben jedoch ein neues Ökosystem entdeckt.
Die Entdeckung wurde in der Hadala-Zone gemacht und stellt eine Wende im wissenschaftlichen Wissen dar, da sie nahelegt, dass sich Leben auf unerwartete Weise an Orte anpasst, an denen das Überleben unmöglich schien.
Wie sieht das neue Ökosystem in 9000 Metern Tiefe aus und wie wurde es entdeckt?
Die Expedition unter der Leitung des Geochemikers Mengran Du wurde in den Gräben zwischen Russland und Alaska in einer Tiefe von 5800 bis 9500 Metern durchgeführt. Am Ende des Tauchgangs entdeckte Du Organismen, die zuvor noch nie in dieser Tiefe registriert worden waren.
Darunter befanden sich Weichtiere, Röhrenwürmer und mikrobielle Gemeinschaften, die in einer lichtlosen Umgebung überleben können.
Diese Entdeckung wurde in einer Studie beschrieben, die in Nature veröffentlicht wurde und in der darauf hingewiesen wird, dass es sich um das tiefste Ökosystem handelt, das auf Chemosynthese basiert und bisher dokumentiert wurde.
Das neue Ökosystem erstreckt sich über eine Fläche von etwa 2500 Kilometern, wo das Leben durch Methan aufrechterhalten wird, eine chemische Verbindung, die aus dem Meeresboden durch Risse austritt, die als kalte Quellen bekannt sind.
Diese Gase ernähren spezielle Bakterien, die Methan und Schwefelwasserstoff in Energie umwandeln, die von den in diesem Gebiet lebenden Wirbellosen genutzt wird.
Auf Methan basierendes Ökosystem
Die Analyse der während der Expedition gesammelten Sedimente ergab eine ungewöhnlich hohe Methankonzentration. Auf der Grundlage dieser Daten kamen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass die in diesem neuen Ökosystem vorhandenen Mikroben organisches Material in Kohlendioxid und anschließend in Methan umwandeln.
Dieser bisher unbekannte Energieprozess versorgt Bakterien, die in Symbiose mit Muscheln und Röhrenwürmern leben, mit Nahrung.
Das Neue an dieser Entdeckung ist, dass diese Gemeinschaften nicht ausschließlich von organischem Material abhängig sind, das von der Meeresoberfläche herabfällt. Stattdessen produzieren sie organische Moleküle vor Ort, die als Nahrungsquelle für größere Organismen dienen.
Dieser Überlebensmechanismus bestätigt die Hypothese, dass hadale Umgebungen eine wichtige Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf spielen können.
Das in solchen Tiefen freigesetzte Methan nährt nicht nur das lokale Leben, sondern wirkt auch als natürlicher Kohlenstoffspeicher. Jüngsten Studien zufolge können Sedimente in der hadalischen Zone bis zu 70-mal mehr organischen Kohlenstoff speichern als der umgebende Meeresboden, was diese Gebiete zu Schlüsselelementen im Kampf gegen den Klimawandel macht.
Wissenschaftliche Auswirkungen der Entdeckung dieses neuen Ökosystems
Die wissenschaftliche Gemeinschaft hatte bereits zuvor chemotrophische Ökosysteme untersucht, aber bisher ging man davon aus, dass ihre Entwicklung auf weniger tiefe Zonen beschränkt ist. Das neue Ökosystem, das von Du und seinem Team entdeckt wurde, legt nahe, dass sich Organismen sogar an die extremen Drücke und Bedingungen der hadalen Zone anpassen können.
In Erklärungen gegenüber CNN betonte die Ökologin Johanna Weston vom Woods Hole Oceanographic Institution, dass diese Entdeckung die Bedeutung neuer Technologien unterstreicht, die dem Druck der Tiefsee standhalten können.
Weston betonte, dass die biologische Vielfalt in diesen Gebieten noch wenig erforscht ist und dass es Anzeichen dafür gibt, dass andere ähnliche Ökosysteme in verschiedenen ozeanischen Tiefseegebieten zu finden sind.
Darüber hinaus wirft diese Entdeckung Fragen über die Möglichkeit von Leben unter extremen Bedingungen außerhalb der Erde auf. Die Existenz autarker Gemeinschaften, die auf Chemosynthese basieren, untermauert die Hypothese, dass die Ozeane unter dem Eis von Monden wie Europa oder Enceladus für solche Lebensformen geeignet sein könnten.
Wird es in Zukunft weitere Forschungen in diesem Bereich geben?
Das von der UNESCO und der Chinesischen Akademie der Wissenschaften initiierte globale Hadala-Forschungsprogramm zielt darauf ab, die Erforschung dieser Gemeinschaften auszuweiten.
Internationale Zusammenarbeit wird entscheidend sein, um zu verstehen, wie sich die Organismen des neuen Ökosystems an extreme Belastungen angepasst haben und wie sie an den biogeochemischen Kreisläufen der Erde beteiligt sind.
Laut Du könnten die Untersuchungen auch Aufschluss über die Rolle dieser Lebensräume bei der Regulierung von Treibhausgasen geben. Als natürliche Kohlenstoffsenken könnten die Hadal-Täler eine wichtigere Rolle für die Stabilität des Weltklimas spielen als bisher angenommen.
Diese Entdeckung markiert einen Wendepunkt in der Erforschung der Tiefsee und öffnet die Tür für neue Fragen. Die Untersuchung dieser Organismen wird zu einem besseren Verständnis darüber führen, wie sich Leben unter extremen Bedingungen entwickelt und welche Auswirkungen dieser Prozess auf die Ökosysteme der Erde hat.
