Sand ist ein Paradies für Bakterien

Auf einem Sandkorn leben bis zu 100.000 Bakterien aus Tausenden von Arten

4. Dezember 2017

Wer sich am Strand genüsslich den warmen Sand durch die Hände gleiten lässt, dem rieseln gleichzeitig auch Milliarden Bakterien zwischen den Fingern hindurch. Einer Untersuchung von Forschern des Max-Planck-Instituts für marine Mikrobiologie in Bremen zufolge leben nämlich zwischen 10.000 und 100.000 Mikroorganismen auf jedem einzelnen dieser Körnchen. Ein einzelnes Sandkorn kann also so viele Bewohner beherbergen wie eine Stadt wie Flensburg oder Kaiserslautern.

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Blick auf ein Sandkorn unter dem Fluoreszenzmikroskop: Die grünen Pünktchen sind eingefärbte Bakterien, die sich vor allem in Vertiefungen auf dem Sandkorn angesiedelt haben.
Blick auf ein Sandkorn unter dem Fluoreszenzmikroskop: Die grünen Pünktchen sind eingefärbte Bakterien, die sich vor allem in Vertiefungen auf dem Sandkorn angesiedelt haben.

Dass Sand ein dicht besiedelter und aktiver Lebensraum ist, ist schon länger bekannt. Nun beschreiben David Probandt und seine Kollegen aber erstmals, wie genau es auf einem einzelnen Sandkörnchen aussieht. Sie nutzten dazu Proben aus der südlichen Nordsee nahe Helgoland.

Beeindruckende Vielfalt

Die tausenden Bakterien besiedeln die Sandkörner nicht gleichmässig. Während exponierte Flächen faktisch unbesiedelt sind, tummeln sich die Bakterien in Rissen und Kuhlen. „Dort sind sie gut geschützt“, erklärt Probandt. „Wenn die Sandkörner vom Wasser umströmt und herumgewirbelt werden und aneinander reiben, finden die Bakterien in solchen Einbuchtungen ein sicheres Plätzchen.“ Auch vor Räubern, die die Oberfläche der Sandkörner nach Nahrung abgrasen, sind sie so einigermaßen sicher.

Doch nicht nur die Anzahl, auch die Vielfalt der Bakterien beeindruckt. „Auf jedem einzelnen Sandkorn fanden wir tausende verschieden Arten von Bakterien“, so Probandt. Manche Arten und Gruppen von Bakterien finden sich auf allen untersuchten Sandkörnern, andere treten nur vereinzelt auf. „Mehr als die Hälfte der Bewohner gleicht sich auf allen Körnern. Wir vermuten, dass diese bakteriellen ‚Stammspieler’ auf jedem Sandkorn eine ähnliche Funktion ausüben“, erklärt Probandt. „Jedes Korn hat quasi die gleiche grundlegende Besetzung und Infrastruktur.“ Aus der Untersuchung eines einzelnen Sandkorns können die Forscher also viel über die generelle bakterielle Vielfalt von Sand erfahren.

Sandige Küsten als riesige Filter

Die sandliebenden Bakterien spielen eine bedeutende Rolle für das Ökosystem Meer und die weltweiten Stoffkreisläufe. Da diese Bakterien beispielsweise Kohlenstoff und auch Stick­stoff aus dem Meerwasser und aus einströmenden Flüssen verarbeiten, wirkt wie ein riesiger reinigender Filter. Vieles von dem, was das Meerwasser in den Boden spült, kommt nicht wieder heraus.

„Jedes Sandkorn funktioniert wie eine kleine Bakterien-Vorratskammer“, erklärt Probandt. Es liefert den nötigen Nachschub, um die großen Stoffkreisläufe von Kohlenstoff, Stickstoff und auch Schwefel am Laufen zu halten. „Wie auch immer die Bedingungen sind, denen die Bakteriengemeinschaft auf einem Sandkorn gerade ausgesetzt ist – durch die große Vielfalt ihrer ‚Stammspieler’ findet sich immer jemand, der die Substanzen aus dem Umgebungswasser verarbeitet.“

FA/HR

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