Wenn Würmer zu Öko-Ingenieuren werden.

Sogenannte hydrothermale Quellen in Vulkankratern der Tiefsee sind schnell vergänglich. Am ostpazifischen Rücken entstehen und versiegen eben diese Quellen innerhalb weniger Jahre. Riesenröhrenwürmer finden neue Quellen extrem schnell, wachsen innerhalb eines Jahres mehr als einen Meter und sterben bereits wenige Jahre danach. Eben dieses Schicksal teilen sie aber nicht mit ihren bakteriellen Symbionten, die tief im Inneren des Wirtskörpers leben.

Ein internationales Forschungsteam, unter der Leitung der Meeresbiologin Monika Bright von der Universität Wien, entdeckte, dass die Schwefelbakterien ihren toten Wirt dann verlassen und sich im Freien vermehren.

Die Ergebnisse dazu erscheinen aktuell in der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Science“. Wir haben mit Monika Bright gesprochen.

Was darf man sich unter Schwefelbakterien vorstellen und welche Bedeutung haben sie?

Das sind chemolithoautotrophe Bakterien die Schwefelwasserstoff mit Hilfe von Sauerstoff oxidieren, dadurch Energie gewinnen und unorganischen Kohlenstoff fixieren. Die Kohlenstofffixierung machen sie so wie die Pflanzen an Land. Die Energie kommt nicht vom Licht (wie bei Pflanzen) sondern aus einer chemischen Reaktion.

Können Sie mehr dazu erzählen was es mit Riesenröhrenwürmern und Vulkanausbrüchen auf sich hat?

Hydrothermalquellen in der Tiefsee kommen in Kratern von Vulkanen vor. Dort leben die Riesenröhrenwürmer. Da die Quellen oftmals nach mehreren Jahren wieder versiegen und dazu noch immer wieder Vulkanausbrüche stattfinden (an dem Vulkan den wir untersuchen waren 1992 und 2005/6 die letzten zwei Ausbrüche) sind die Tiere an diese schnell kommenden und auch wieder schnell vergehenden Bedienungen angepasst und besiedeln schnell neue Quellen, wachsen und vermehren sich extrem schnell, und sterben auch wieder schnell.

Die Würmer wachsen bis zu einen Meter im Jahr und sind die schnellst wachsenden Wirbellosen die wir kennen. Die Teilungsraten der Zellen sind extrem hoch, vergleichbar mit Wundheilungsprozessen und Krebszellen.

Schwefel

Was sind die Ergebnisse Ihrer Untersuchungen und welche Bedeutung haben diese Ergebnisse für die Umwelt?

Die symbiontischen Bakterien werden von der Elterngeneration nicht an die nächsten Generation weitergegeben. D.h. die kleinen Röhrenwurmlarven die sich im Wasser verbreiten müssen ihre Symbionten wieder finden und aufnehmen, wenn sie sich an einer Quelle niederlassen.

Ungefähr 20 Bakterien werden aufgenommen und ungefähr eine Million verlässt den Wirt wieder wenn er stirbt. Dadurch ist der Kreislauf geschlossen und zwischen der Symbiotenpopulation und der freilebenden Population gibt es eine Verbindung in beide Richtungen.

Für die Umwelt bedeutet das, dass nach Absterben von Würmern einen Anreicherung von Symbioten ins Freie stattfindet. Diese Würmer sind sogenannte Öko-Ingenieure die vielen anderen Lebewesen Lebensraum schaffen, ähnlich wie Korallenriffe. Dadurch haben sie eine spezielle, wichtige Rolle für Hydrothermalquellen.

Schwefel

Wie geht es nun weiter?

Wir werden versuchen weiter Forschungsgelder zu bekommen um als nächsten Schritt zu untersuchen, welche Stoffwechselvorgänge in den Bakterien ablaufen während diese den toten Wirt verlassen.

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Quellen:

Text: Uni Wien und Interview energieleben

Fotos: Andrea Nussbaumer, Monika Bright, Julia Klose

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