Membran der Mikroben

© JAMSTEC

Science
07/29/2020

100 Millionen Jahre alte Mikroben "aufgeweckt"

Die winzigen Mikroorganismen wurden tief im Boden des Pazifiks gefunden und im Labor gefüttert.

Wissenschaftler haben es geschafft, Mikroorganismen, die sich fast 100 Meter unter dem Grund des Pazifiks befanden, aus ihrem Schlaf zu wecken. Die Mikroben schlummern dort seit rund 100 Millionen Jahren. Das schreiben japanische und US-Forscher im Fachblatt "Nature Communications". Sie konnten diese winzigen Lebewesen unter Laborbedingungen vermehren.

Das Team nahm vom Forschungsschiff "Joides Resolution" aus mehrere Bohrproben vom Grund des Südpazifischen Meereswirbels. Die Wissenschafter bohrten dabei bis zu 74,5 Meter in Sedimentschichten, die vor 13 Millionen bis zu 101,5 Millionen Jahre entstanden waren.

Seit Jahrzehnten sammeln Wissenschafter Sedimentproben vom Grund der Ozeane, um das Klima vergangener Zeiten, die Plattentektonik und das tiefmarine Ökosystem besser zu verstehen. Eine Expedition führte nun ein Team um den Mikrobiologen Yuki Morono von der japanischen Meeresforschungsbehörde JAMSTEC zum Südpazifischen Meereswirbel. Dieser bedeckt etwa zehn Prozent der Meeresoberfläche, umfasst 37 Millionen Quadratkilometer und zählt zu den am wenigsten erforschten Regionen der Erde.

Marine Wüste

Aufgrund der spezifischen Umweltbedingungen, die dort herrschen, wird er auch oft als marine Wüste bezeichnet: Die Sonneneinstrahlung in diesem Gebiet in der Mitte des Südpazifiks ist sehr hoch, der UV-Index extrem und weder Staubpartikel noch andere Zuflüsse vom Land kommen hier noch an. In der Folge ist das Wasser nicht nur überaus klar, sondern auch äußerst nährstoffarm. "Unsere zentrale Frage war, ob in einer so nährstoffarmen Umgebung Leben existieren könnte, oder ob dies eine unbelebte Zone ist", fasst Yuki Morono in einer Mitteilung zusammen. "Und wir wollten wissen, wie lange Mikroben ihr Leben fast ohne Nahrung aufrechterhalten können."

Meeresschnee

Auf dem Meeresboden befinden sich Sedimentschichten, die aus sogenanntem Meeresschnee, also organischen Abfällen von der Meeresoberfläche, sowie Staub und Partikeln bestehen, die vom Wind und Meeresströmungen hergetragen werden. Kleine Lebensformen wie Mikroben werden in diesem Sediment eingeschlossen.

Zu diesen Mikroben oder Mikroorganismen zählen mikroskopisch kleine Lebewesen, die mit bloßem Auge nicht erkennbar sind, wie zum Beispiel Bakterien, Mikroalgen oder Protozoen. Die meisten von ihnen sind Einzeller, doch auch einige Pilze und Algen gehören mit einer Größe von weniger als 0,03 Millimetern dazu.

Lebensfähige Bakterien

Mit spezifischen Laborverfahren, die über die Dauer der Studie immer weiter verfeinert wurden, behandelten die Wissenschafter die Proben, um das Wachstum der im Sediment enthaltenen Mikroben anzuregen. Sie "fütterten" die Organismen mit Sauerstoff und ein Substrat aus Kohlenstoff und Stickstoff. Tatsächlich handelte es bei jenen nicht um versteinerte Fossilien, sondern zum Großteil um lebensfähige aerobe Bakterien, die zur Teilung fähig waren.

"Anfangs war ich skeptisch, aber wir erkannten, dass bis zu 99,1 Prozent der vor 101,5 Millionen Jahren abgelagerten Mikroben in den Sedimenten noch lebten und bereit waren, Nahrung aufzunehmen", sagte Morono.

Für seinen Mitautor Steven D'Hondt ist das die spannendste Erkenntnis der Studie: "Sie zeigt, dass das Leben in den alten Sedimenten der Weltmeere unbegrenzt ist, dass es in den ältesten Sedimenten mit der geringsten Menge an Nahrung noch lebende Organismen gibt, und dass sie zurückkehren, wachsen und sich vermehren können."