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Geheimnisse der Tiefsee Expedition in ewige Nacht

Die Tiefsee ist ein unwirtlicher Lebensraum: dunkel, eiskalt und manchmal kochend heiß. Welche Lebewesen hier wie überleben können, erkunden Tiefseeforscher seit Jahrzehnten. Doch jede Tiefsee-Reise ist eine Fahrt ins Ungewisse, jede Entdeckung wirft neue Fragen auf.

Stand: 11.01.2012

Tiefsee | Bild: picture-alliance/dpa

Ein Film von Florian Guthknecht

Mehrere hundert bis tausend Meter ist es stockfinster im Meer. Die Temperatur liegt bei minus ein bis vier Grad. Der Druck steigt enorm. Die Tiefsee ist der weltweit größte zusammenhängende Lebensraum der Erde - und der am wenigsten erforschte. Und doch gibt es in dieser lebensfeindlichen Welt "Oasen des Lebens" wie Nicole Dubilier vom Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie sie nennt. Ein paar Beispiele, wie Leben in der Tiefsee möglich ist.

Wie Lebewesen in der Tiefsee überleben

Heiße und kalte Quellen

Ohne sie könnten viele Lebewesen in der Tiefsee nicht überleben: heiße und kalte Quellen. Heiße Quellen, die sogenannten "Schwarzen Raucher", entstehen, wenn glühendes Magma aus dem Erdinneren auf Meereswasser trifft. Aus heißen Quellen tritt bis zu 400 Grad heißes Wasser aus, das eine große Anzahl an Mineralstoffen und Schwermetallen enthält.

Auch kalte Quellen stoßen Methan und Schwefelwasserstoff aus, der Temperatur-Unterschied zu "Rauchern" beträgt jedoch fast 400 Grad. "Klare Raucher" gehören zu den heißen Quellen. Ihre Farbe ist anders als die von "Schwarzen Rauchern", weil die Farbe eines "Rauchers" abhängig ist von der Temperatur, den Stoffen, die aus dem Erdinneren gespült werden und dem Wasserdruck.

Mit einem neuartigen Echolot konnten Wissenschaftler nachweisen, dass es auf dem Meeresboden wahrscheinlich zehnmal mehr heiße Quellen gibt, als sie bisher angenommen hatten. Das neue Gerät misst vierhundertmal genauer als bisherige Echolote - und arbeitet weitaus schneller als Unterwasserroboter, die sich mühsam im Dunklen Quadratmeter für Quadratmeter vorarbeiten müssen, um heiße Quellen zu finden. Diese Entdeckung liefert eine mögliche Erklärung, wie sich Tiefseebewohner ausbreiten könnten: Kurze Distanzen und viele Quellen ermöglichen es Lebewesen in der Tiefsee, sich von Quelle zu Quelle vorzuarbeiten, bis sie sich an einer großen Quelle niederlassen. Sogar Arten, die sich langsam bewegen, können so neue Lebensräume erobern.

Würmer

Würmer, Muscheln und Krebse können an den Quellen existieren, weil sie in Gemeinschaft mit Bakterien leben, in einer sogenannten "Symbiose". Die Bakterien brauchen zum Leben kein Sonnenlicht. Sie nutzen Schwefelwasserstoff und Methan aus dem Erdinneren als Energiequelle. Diese Energie stellen sie ihrem tierischen Partner zur Verfügung - und erhalten dafür Schutz. Dieser Prozess wird Chemosynthese genannt und macht höhere Lebewesen unabhängig von Sonnenlicht.

Wie Forschungen des Max-Planck-Instituts für marine Mikrobiologie zeigen, sind symbiotische Röhrenwürmer in höchst unterschiedlichen Lebensräumen zu finden: Sie wurden nicht nur an "Kalten Quellen" vor der ägyptischen Küste entdeckt, sondern auch nördlich von Sizilien und in einer Tiefe von nur 400 Metern. Laboruntersuchungen haben gezeigt, dass die bei Sizilien gefundenen Röhrenwürmer mehr als 300 Jahre alt sind - und damit zu den ältesten Tieren der Erde gehören. Sie sind Überlebenskünstler, die in Lebensräumen überleben können, die so unterschiedlich sind wie die Sahara und der Himalaja.

Muscheln

Wie viele andere Arten leben auch Muscheln in der Tiefsee in Symbiose mit Bakterien. An einer der entdeckten heißen Quellen sind sie die dominanteste Tiergruppe und Grundlage der dortigen Nahrungskette. Forscher untersuchen, wie ihnen das gelingt. Das Ergebnis überrascht: Die Muschel hat einen Bakterienpartner, der Wasserstoff in Energie umwandeln kann. Das wurde bisher noch nie beobachtet!

Ein Laserscanning-Mikroskop macht die Sensation sichtbar: In den Kiemen der Muscheln leben große Mengen verschiedener Bakterien-Arten. Während die einen Schwefelwasserstoff und Methan verarbeiten, setzen die anderen, kleineren Bakterien-Arten Wasserstoff um. Dank dieser energiereichen Reaktion entsteht schneller und häufiger Zucker als bei der klassischen Chemosynthese. Die kleineren wasserstoffverarbeitenden Bakterien sind ihren Methan verarbeitenden Artgenossen überlegen. Sie produzieren weitaus mehr Energie für die Muscheln.

Die Forscher stehen erstaunt vor einem "wasserstoffbetriebenen Tier". Dabei war vor ein paar Jahrzehnten noch nicht einmal bekannt, dass höheres Leben ohne Sonnenlicht existieren kann. 1977 wurden dann Tiere entdeckt, die Schwefelwasserstoff und Methan mithilfe von Bakterien nutzen können.

Schöne, unbekannte Welt

Census of Marine Life: Flügelschnecke "Limacina helicina"

2009 wurden bei der bislang größten Artenzählung im Meer (Census of Marine Life) tausende neuer Tierarten entdeckt - auch bisher unbekannte, bizarr aussehende Tiefsee-Bewohner. Eine Sensation! Heute gilt das für einen Tiefsee-Bewohner mit "Wasserstoffantrieb". Doch schon bald werden neue Entdeckungen in der Tiefsee zeigen, wie wenig der Mensch eigentlich weiß, über das Leben im größten Lebensraum der Welt.

Hintergrund: Planen, forschen, improvisieren

Forschungsschiff "Meteor"

Leinen los und abgetaucht? So einfach ist Tiefsee-Forschung leider nicht. Für die siebenwöchige Expedition zu den Azoren 2010 musste die "Meteor", Deutschlands zweitgrößtes Forschungsschiff, jahrelang vorbereitet werden. Allein das Beladen der Meteor dauerte drei Tage: 80 Tonnen wissenschaftliches Gerät mussten verstaut werden, denn Expeditionsleiterin Nicole Dubilier und ihr Team sollten bis in 4.000 Meter Wassertiefe vorstoßen.

Nur mit Spitzentechnologie kann eine solche Reise an einen der extremsten Orte unseres Planeten gelingen. Im Vorfeld müssen alle Abläufe, alle Ersatzteile und die Versorgung der sechzigköpfigen Crew kalkuliert und die Bedienung des Tiefseeroboters geübt werden. An Bord ist dann aber manchmal auch Improvisationstalent gefragt: Die Tiefseemuscheln wurden mit einem "Lift" aus Baumarkt-Plastikkisten zu Tage befördert.


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