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Originalpublikation

Petra Pop Ristova, Christina Bienhold, FrankWenzhöfer, Pamela E. Rossel and Antje Boetius
Temporal and spatial variations of bacterial and faunal communities associated with deep-sea wood falls.
DOI

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Die Tiefsee ist ein riesiger, scheinbar lebensfeindlicher Ort, nur vereinzelt finden sich Oasen des Lebens. Solche Oasen entstehen beispielsweise, wenn Holzstämme auf den Meeresboden sinken, wo sie für begrenzte Zeit reichhaltiges Leben erlauben. Eine neue Untersuchung von Wissenschaftlern des Bremer Max-Planck-Instituts für marine Mikrobiologie wirft einen genauen Blick auf die Bewohner des abgesunkenen Holzes und wie sie ihre Umgebung beeinflussen. Die Forscher zeigen, dass die versunkenen Stämme hochdynamische Lebensräume bilden und sehr wichtig für die Vielfalt und Verbreitung von Tieren ebenso wie Bakterien sind.
Frisch versenkter Stamm im norwegischen Nordmeer. Für jedes Experiment wurden je ein großer und mehrere kleine Stämme mit Hilfe eines Tauchroboters am Meeresboden deponiert. Bild vergrößern
Frisch versenkter Stamm im norwegischen Nordmeer. Für jedes Experiment wurden je ein großer und mehrere kleine Stämme mit Hilfe eines Tauchroboters am Meeresboden deponiert. [weniger]

Nahrung ist knapp in der Tiefsee. Umso wichtiger für das Tiefseeleben ist es, wenn größere Mengen organischen Materials auf den Meeresboden sinken. Dort lassen sie auf kleinem Raum hochproduktive und artenreiche Gemeinschaften entstehen. Solch lokaler Nahrungsreichtum kann durch abgesunkenen Seetang, Holz oder auch Walkadaver entstehen. Zwar beeinflussen diese jeweils nur einen kleinen Bereich des Meeresbodens, doch liefern sie jeweils große Mengen an Kohlenstoff in die Tiefseewüste.

Niemand kann vorhersehen, wo genau treibendes Holz zum Meeresboden absinkt. Das macht es den Forschern schwer, die die Besiedlung von Stämmen zu untersuchen. Darum hat ein Team von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie in Bremen und des Alfred-Wegener-Instituts Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven gezielt Baumstämme in verschiedenen Meeresregionen versenkt, um die Besiedlung des Holzes genau zu erforschen. “Wir haben Baumstämme nach Größe und Alter genormt und sie an kalten Quellen im östlichen Mittelmeer und in der norwegischen Nordsee versenkt”, erklärt Petra Pop Ristova. Über die nächsten drei Jahre entnahmen die Forscher aus den Stämmen Proben, um deren bakterielle und tierischen Bewohner zu untersuchen. Anschließend wurden sie wieder vom Meeresboden geborgen und zur detaillierten Analyse ins Labor gebracht.

Steter Wandel

“Die versunkenen Holzstämme sind sehr dynamische Ökosysteme”, sagt Pop Ristova. Beginnend mit holzbohrenden Muscheln, die unverzichtbar für die Zerkleinerung des Holzes sind, werden sie zügig von einer artenreichen Organismengemeinschaft besiedelt. Diese Gemeinschaft verändert sich stetig. “Im östlichen Mittelmeer zum Beispiel folgten verschiedene Arten holzbohrender Muscheln aufeinander, während die Zahl der Spritzwürmer immer größer wurde.“ Gleichzeitig veränderte sich auch die Bakteriengemeinschaft, mit einem zunehmenden Anteil an Sulfatreduzierern und Sulfidoxidierern.

Zudem unterscheiden sich die Lebewesen, die von den Stämmen leben, zwischen den untersuchten Meeresregionen. “Dies ist die erste Studie, die die Veränderung der Besiedlung an standardisierten Proben in verschiedenen Regionen vergleicht“, so Pop Ristova. “Auf und in den Stämmen lebten unterschiedliche Bewohner, je nachdem, ob sie im kalten Nordmeer oder im warmen Mittelmeer lagen. Ob das an der unterschiedlichen Geographie oder an der unterschiedlichen Wassertemperatur in der Tiefsee liegt, können wir noch nicht sicher sagen.”

Geringe Reichweite

Stark zersetzter Stamm mit Seeigeln und holzbohrenden Muscheln im östlichen Mittelmeer. Bild vergrößern
Stark zersetzter Stamm mit Seeigeln und holzbohrenden Muscheln im östlichen Mittelmeer.

Der Einfluss des versunkenen Holzes erstreckt sich auch auf den umliegenden Meeresboden, wo auch immer Holzsplitter hinfallen. So nimmt beispielsweise die Sulfidproduktion im Umkreis des Stammes zu, ebenso wie die Anzahl der sulfatreduzierenden Bakterien. Dieser Einfluss beschränkt sich jedoch auf wenige Meter rund um den Stamm. “Das ist bei anderen Nahrungseinträgen, zum Beispiel Walkadavern, ganz anders”, so Antje Boetius, Leiterin der HGF MPG Brückengruppe für Tiefsee-Ökologie und -Technologie und eine der Hauptautorinnen der Studie. “Der Einfluss eines abgesunkenen Wals reicht weit über den Kadaver hinaus und hält mehrere Jahrzehnte an. Die Zellulose aus dem Holz ist viel schwerer abzubauen als die Fette und Eiweiße aus einem Tierkörper, nur wenige spezialisierte Organismen können das überhaupt. Sogar die bohrenden Muscheln können das Holz nur mit Hilfe von Bakterien als Energiequelle nutzen. Die großen, beweglichen Räuber wie Haie oder Schleimaale, die sich auf einen Walkadaver stürzen, können mit Holz nichts anfangen.“

Dennoch sind die Holzstämme am Meeresboden wichtig für das Leben in der Tiefsee. Sie dienen als Trittsteine für die Bewohner von heißen und kalten Quellen. Diese liegen oft viele hunderte Kilometer auseinander – ein weiter Weg für Bakterien oder die Tierlarven. “Bei der Zersetzung von Holz durch Bakterien entstehen gute Bedingungen für diese Organismen. Hier können sie bei ihrer Verbreitung quasi eine Zwischenlandung einlegen”, erklärt Pop Ristova.

Zentren der Produktivität und Biodiversität

Wenn in einem sonst nahrungsarmen Umfeld plötzlich große Mengen an Nahrung verfügbar werden, entstehen also fruchtbare Ökosysteme, die eine hochspezialisierte und opportunistische Lebensgemeinschaft anlocken. In Folge bildet sich ein Lebensraum mit einem für die Tiefsee außerordentlich hohen Artenreichtum. Auch wenn die Stämme schwieriger zu verdauen sind als ein toter Wal, spielen sie dennoch eine wichtige Rolle für das umliegende Ökosystem als Zentren der Vielfalt und als Trittsteine für die Bewohner der Tiefseequellen.

FA/HR

 
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