Tiefsee-Bakterien gewinnen Energie aus Wasserstoff

22. Dezember 2011

Text: Klaus Wilhelm

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Aus Hydrothermalquellen am Meeresgrund strömen bis zu 300 Grad heiße Flüssigkeiten, die große Mengen an Methan und Schwefelwasserstoff enthalten. Diese Schlote hat Nicole Dubilier inmitten des Atlantiks in tausend Meter Tiefe entdeckt. [weniger]

© MARUM

Es war der 15. Mai 2005, als Nicole Dubilier die Idee mit dem Wasserstoff kam. „Ich war bester Laune“, erinnert sich die Biologin vom Bremer Max-Planck-Institut, „völlig unbekümmert.“ Die Hochstimmung hatte ihren Grund: Nach acht Jahre währender Pause war sie erstmals wieder auf großer Fahrt und schipperte mit dem Forschungsschiff „Meteor“ über den Mittelatlantischen Rücken, einem untermeerischen Gebirgszug durch den Atlantik.

3000 Meter tiefer, am Grund des Ozeans, liegt ein großes Areal „hydrothermaler“ Quellen, auf die es die Forscher abgesehen hatten: das Logatchev-Feld. Der vom Schiff aus ferngesteuerte Tauchroboter MARUM-Quest hatte bereits erste Flüssigkeitsproben der heißen Quellen an Bord gebracht, die auch im Schiffslabor von Thomas Pape landeten. In der flüssigen Ernte vom Meeresgrund hatte der Geochemiker von der Universität Bremen immense Mengen Wasserstoff gemessen. „Da hab´ ich dem einfach gesagt: Komm, lass uns mal testen, ob die Muscheln von da unten den Wasserstoff verbrauchen.“ Genauer gesagt: die Bakterien, die die Kiemen der Meeresmuschel Bathymodiolus puteoserpentis bewohnen, einer Verwandten der Miesmuschel.

Bakterien als Bewohner eines Tiers!? Das deutet entweder auf Parasitismus hin – was in diesem Falle nicht zutrifft. Oder auf eine Symbiose – eine enge, meist dauerhafte Zweckgemeinschaft verschiedener Organismen zum beiderseitigen Nutzen. Nicole Dubilier leitet am Bremer Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie seit 2007 die Arbeitsgruppe „Symbiose“.

Das Bremer Team und seine kooperierenden Kollegen veröffentlichten im August 2011, gut sechs Jahre nach der Idee auf der Meteor, im renommierten Wissenschaftsmagazin Nature den Nachweis, dass Symbiosen an Hydrothermalquellen tatsächlich Wasserstoff als Energiequelle nutzen, um sich zu ernähren. Es war einer der begehrten großen „Artikel“ in Nature, nicht nur einer der üblichen kurzen „Briefe“. Und zugleich die Titelgeschichte der Woche. Beides unterstreicht den Wert der wissenschaftlichen Entdeckung und die Bedeutung der Symbiosen in der Welt der Biologie. „Ohne Symbiosen hätte sich das Leben auf der Erde anders entwickelt“, sagt Dubilier.