Skip to main content

Article Category

Nachrichten

Article available in the folowing languages:

Saat in der Tiefsee

Eine EU-finanzierte Studie britischer Forscher hat jetzt neue Erkenntnisse über die Evolution winziger Lebewesen ans Licht gebracht, die in den Tiefen der Ozeane unter hohen Druckverhältnissen leben. Die Forscher studierten die Temperatur- und Drucktoleranz von Miesmuschelbrut...

Eine EU-finanzierte Studie britischer Forscher hat jetzt neue Erkenntnisse über die Evolution winziger Lebewesen ans Licht gebracht, die in den Tiefen der Ozeane unter hohen Druckverhältnissen leben. Die Forscher studierten die Temperatur- und Drucktoleranz von Miesmuschelbrut (Mytilus edulis), um ein besseres Verständnis ihrer Anpassungsfähigkeit an veränderte Umweltbedingungen zu erhalten. Die Forschungsarbeit wurde als Teil der Projekte MOMARNET ("Monitoring deep seafloor hydrothermal environments on the Mid-Atlantic Ridge") und MARBEF ("Marine biodiversity and ecosystem functioning") unter dem Sechsten Rahmenprogramm (RP6) der EU finanziert. Die Ergebnisse wurden kürzlich in der Zeitschrift Proceedings of the Royal Society B veröffentlicht. Druck, eine physikalische Größe, die sich auf molekulare Interaktionen und folglich auf alle biologischen Prozesse auf der Erde auswirkt, steht in einer linearen Beziehung zur Tiefe. Die Autoren der Studie erklären, dass "die Druckempfindlichkeit von Enzymen, Strukturproteinen und Systemen auf Membranbasis deutlich zwischen Flachwasser- und Tiefseearten variiert". "Die Lebensräume von Meereslebewesen definieren sich oft in Bezug zu den oberen und unteren Tiefegrenzen, und diese Grenzen hängen schließlich mit der Drucktoleranz der Organismen zusammen", lautet es in der Studie. In den ersten Lebensphasen von Wirbellosen, die in den größten Tiefen der Ozeane leben, erhalten diese winzigen Lebewesen eine zeitweilige Chance, neue Lebensräume zu besiedeln, weil sich ihre Drucktoleranz in jeder Entwicklungsphase verändert. Temperatur ist auch ein wesentlicher Faktor, wenn es darum geht, wo die Art leben kann. Auch die Temperaturtoleranz verändert sich im Laufe der Lebensphasen von Wirbellosen der Tiefsee. Der Studie zufolge kann dies "das Überleben und die Fähigkeit einer Spezies zur Besiedelung neuer Lebensräume beeinflussen". Die Temperatur beeinflusst den Stoffwechsel und damit das Larvenwachstum, ihre Entwicklung und ihre Überlebenschancen. Mithilfe von Hochdruckausrüstung untersuchten die Forscher die Auswirkung von Druck und Temperatur auf die Entwicklung von Embryonen und Larven der Miesmuschel M. edulis. Auf ihre Anstrengungen geht die erste Analyse der Entwicklung des gesamten Normaltemperatur- und Drucktoleranzfensters dieses Lebewesens zurück. Die Miesmuschel M. edulis ist an Felsküsten anzutreffen und ist eine invasive und erfolgreiche Art, die nur selten in mehr als 40 m Tiefe zu finden ist. Sie ist jedoch eine enge Verwandte von Muschelarten, die in heißen Tiefseespalten und Stellen, an denen Kohlenwasserstoff aus dem Meeresgrund sickert (sogenannten "hydrocarbon seeps"), leben. Letztere sollen sich mehrere Male weiterentwickelt haben, wobei sich die Lebensumgebung zeitweilig sogar völlig umgekehrt hat. Es gibt auch Hinweise darauf, dass es im Fall der Tiefseespaltenmuschel eine progressive Evolution von flachen zu tiefen Lebensumgebungen gegeben hat. Die Forscher sammelten lokale Miesmuscheln (in Southampton, UK), hielten diese in einer Mikroumwelt im Labor und brachten diese zum Laichen. Die Muscheln wurden verschiedenen Temperaturen und Druckbedingungen ausgesetzt und die Auswirkungen wurden notiert. Der Hauptbefund war, dass die Temperaturen vor dem Ablaichen die physiologischen Toleranzen der Abkömmlinge beeinflussen könnten und dass sinkende Temperaturen die embryonale Entwicklung verlangsamt; und dass eine erfolgreiche Entwicklung des Embryos bei Drücken zwischen 1 atm und 500 atm (maximaler Druck beim Test) möglich ist. "Mit den hier vorgestellten Ergebnissen wäre es möglich zu berechnen, dass die theoretische maximale Verbreitungstiefe für Embryos von M. edulis bei mindestens 2.000 Meter für die getesteten Temperaturen liegt", berichtet die Studie. Es sei plausibel zu glauben, dass die Invasion der Tiefsee durch M. edulis im Hinblick auf die Drucktoleranzen von Embryos und Larven möglich ist, so die Forscher. Ihre Erkenntnisse haben Implikationen für die marine Biodiversität, die für eine nachhaltige Entwicklung von Tourismus, Fischerei und Aquakultur von wesentlicher Bedeutung ist. MOMARNET und MARBEF haben zusammen ungefähr 11,3 Millionen Euro an EU-Mitteln erhalten, um die Forschung zur Biodiversität in die größeren Anstrengungen zur Unterstützung der rechtlichen Verpflichtungen der EU zu integrieren. Dazu gehören das Übereinkommen über die biologische Vielfalt, das OSPAR-Übereinkommen sowie das Übereinkommen von Barcelona zum Schutz des Mittelmeeres und verschiedene andere EU-Richtlinien (Vogelrichtlinie, Richtlinie zur Erhaltung natürlicher Lebensräume, Wasserrahmenrichtlinie). Das MARBEF-Exzellenzzentrum konzentriert sich auf die Auswirkungen des durch den Menschen verursachten steigenden Drucks auf die marine Biodiversität. Mit diesen Forschungen können wir unser Verständnis der Frage, wie marine Ökosysteme sich an den Klimawandel anpassen, erweitern.

Verwandte Artikel