Freitag, 15. März 2013

Neu entdecktes Leben im Innern der Ozeanischen Kruste wird von Energie aus dem Erdinneren aufrechterhalten


Basaltprobe mit Wasserader aus der Ozeanischen Erdkruste.
| Coypright: Integrated Ocean Drilling Program/ W. Crawford, http://www-odp.tamu.edu 


Aarhus (Dänemark) - Bei einer Tiefenkernbohrung durch 2,5 Kilometer Ozeantiefe und in hunderte Meter tief gelegenes Sedimentgestein der Ozeanischen Erdkruste vor der Westküste Nordamerikas haben US-amerikanischen und niederländische Wissenschaftler einen bislang unbekannten Lebensraum von Mikroben entdeckt. Fernab von jeglichem Einfluss der Sonne werden diese Mikroorganismen von Energie aus dem Erdinneren selbst versorgt. Auf ähnliche Weise könnte auch Leben auf anderen Planeten und Himmelskörpern entstanden sein.

Wie die Forscher um den Mikrobiologen Mark Lever von der Aarhus Universitet und damals Doktoranden an der University of North Carolina aktuell im Fachjournal "Science" berichten, handele e sich um den ersten Nachweis von Leben tief im Innern der Ozeanischen Erdkruste. "Unsere Entdeckung belegt, dass dieses ausgedehnte Ökosystem hauptsächlich durch Chemosynthese aufrechterhalten wird", so Lever.


Bislang galt vornehmlich das Sonnenlicht als eine der Grundvoraussetzung für irdisches Leben, wenn etwa photosynthetische Organismen das Sonnenlicht in Kohlendioxid und schlussendlich in organisches Material umwandeln, das die Grundlage der irdischen Nahrungskette darstellt. Das Leben in der Ozeanischen Erdkruste unterscheide sich davon jedoch fundamental, so die Forscher, da hier die das Leben antreibende Energie aus geochemischen Prozessen entstehe.


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"Es gibt kleine Adern in der basaltischen Ozeanischen Kruste (s. Abb.), durch die Wasser eindringt. Dieses Wasser reagiert wahrscheinlich mit reduzierten Eisenbestandteilen, wie Olivin im Basalt zu Wasserstoff. Mikroorganismen nutzen diesen Wasserstoff als Energiequelle um Kohlendioxid in organisches Material umzuwandeln", erklärt Lever. Bislang wurde Leben im Innern der Ozeanischen Erdkruste lediglich anhand chemischer und struktureller Signaturen im Gestein lediglich als Möglichkeit angenommen.


Seit den 1970er Jahren haben Wissenschaftler immer wieder Ökosysteme entdeckt, die durch chemische Energie und nicht durch das Sonnenlicht versorgt werden. Da die Ozeanische Kruste 60 Prozent der Erdoberfläche bedeckt, handelt es sich bei dem nun jedoch neu entdeckten Lebensraum somit um das größte Ökosystem unseres Planeten.


"Heiße Quellen am Tiefseeboden finden sich hauptsächlich entlang der Grenzend er Kontinentalplatten - also dort, wo neu entstehende Ozeanische Kruste auf das Meereswasser trifft", erläutert Lever. "Dennoch ist der größte Teil der Ozeanischen Kruste unter dicken Lagen aus Schlamm verborgen und befindet sch bis zu tausenden Kilometern von den geologisch aktiven Regionen an den Grenzen der Kontinentalplatten entfernt. Bislang gab es keinerlei Beweise dafür, dass es auch dort unten Leben gibt."



Vereinfachte Darstellung des Übergangs von ozeanischer zu kontinentaler Kruste.
| Copyright: Public Domain


Auch wenn das gewaltige Ökosystem hauptsächlich von Wasserstoff abhängig ist, entdeckten die Wissenschaftler darin eine Vielzahl unterschiedlicher Lebensformen: "Die Wasserstoff-oxidierenden Mikroorganismen erzeugen organisches Material, das wiederum die Lebensgrundlage für andere Mikroorganismen im Basalt darstellt. Einige Organismen erhalten ihre Energie durch die Produktion von Methan oder durch das Reduzieren von Sulfaten, während andere wiederum organischen Kohlenstoff aufbrechen, also fermentieren."


Während zwar die Basaltschichten, in denen die Mikroorganismen gefunden wurden, rund 3,5 Millionen Jahre alt sind, konnten Laboranalysen zeigen, dass die DNA der Lebewesen nicht fossil ist. Auch eine Kontamination der Proben konnten die Wissenschaftler ausschließen.


"Das Leben tief im Innern der Ozeanischen Kruste wird von einer Energiequelle versorgt, die sich grundlegend von der unterscheidet, die Leben schon in den Schlammschichten über der Kruste, im Meeresboden und im Ozean antreibt", so der Mikrobiologe abschließend.


"Es ist also möglich, dass auf anderen Planeten und Himmelskörpern das Leben auf der Grundlage von Chemosynthese entstanden ist. Unsere weiteren Studien werden hoffentlich dabei behilflich sein, herausfinden zu können, ob dies der Fall ist - aber auch neuen Einblicke darüber ermöglichen, welche Rolle das Leben in der Ozeanischen Kruste für den Kohlenstoffkreislauf unseres eigenen Planeten spielt."


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Quelle: au.dk
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