Die reichen Rohstoffvorkommen der Tiefsee wecken Begehrlichkeiten. Doch die Lebenswelt am Grund der Ozeane ist noch kaum erforscht, wie nun Analysen von Umwelt-DNA aus Sedimentproben im Lizenzgebiet für den Tiefseebergbau bestätigen: Ein großer Teil des Genmaterials stammte von Arten, die der Wissenschaft bisher noch völlig unbekannt sind. Ausgerechnet im potenziellen Abbaugebiet war die biologische Vielfalt zudem besonders hoch, wie das Forschungsteam berichtet.
Die Tiefsee erregt vor allem aufgrund ihres natürlichen Metallvorkommens großes Interesse: In mehreren Kilometern Wassertiefe lagern Manganknollen, Kobaltkrusten und Massivsulfide, die begehrte Rohstoffe enthalten. Mehrere Länder planen deshalb bereits einen Abbau dieser Ressourcen. Studien zu Technologien und möglichen Folgen laufen in den Lizenzgebieten der sogenannten Clarion-Clipperton-Zone (CCZ) im zentralen Pazifik bereits. Erste Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Störung der sensiblen Ökosysteme der Tiefsee jahrzehntelange Fogen haben könnten.
DNA-Spuren im Tiefsee-Sediment
Bisher allerdings ist das Wissen um die möglichen Folgen des Tiefseebergbaus und generell über die Lebenswelt der Tiefsee extrem begrenzt. Denn die Untersuchung der tausende Meter unter der Wasseroberfläche liegenden Flächen ist aufwendig, teuer und nur bei ruhiger See möglich. „Neben der notwendigen und zeitaufwändigen Analyse der Organismen benötigen wir auch andere und schnellere Methoden, mit denen wir zusätzlich die biologische Vielfalt in der Tiefsee ermitteln können“, erklärt Angelika Brandt vom Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum in Frankfurt. Gemeinsam mit einem internationalen Forscherteam um Franck Lejzerowicz von der University of California in San Diego hat sie mit einer speziellen Methode versucht, die Tiefsee-Lebenswelt näher zu erforschen.
„In unserer neuen Studie haben wir mithilfe von Umwelt-DNA aus Sedimenten der Clarion-Clipperton-Zone sowie anderen Tiefseeregionen weltweit die bodenlebende Tiefsee-Fauna untersucht“, erklärt Brandt. Diese sogenannte eDNA wird nicht direkt aus Organismen gewonnen, sondern aus Umweltproben, wie Wasser oder Sedimenten. Durch Vergleich mit DNA-Datenbanken können Wissenschaftler ermitteln, welche Organismen ihre genetischen Spuren in diesen Proben hinterlassen haben. Für ihre Studie analysierte das Team Insgesamt analysierten Lejzerowicz und seine Kollegen eDNA aus 310 Tiefsee-Sedimentproben. Der größte Teil stammte aus der Clarion-Clipperton-Zone, aber auch aus dem Rest des Pazifiks, dem Atlantik und Arktischen Ozeanwurden Proben untersucht.
Der größte Teil der Organismen ist noch unbekannt
„Die Ergebnisse unterstreichen, dass die Biodiversität der Tiefsee noch nahezu unbekannt ist“, sagt Pedro Martínez Arbizu von Senckenberg am Meer. Denn einen Großteil der DNA aus ihren Proben konnten die Forschenden keiner bisher beschriebenen Art zuordnen. Mehr als 60 Prozent der benthischen Foraminiferen, einer Gruppe schalentragender Einzeller, und fast ein Drittel der zellkerntragenden Lebewesen sind der Forschung noch völlig unbekannt. Unter den mehrzelligen Tieren im Sediment dominierten Vertreter der Fadenwürmer (Nematoden) – und auch von ihnen konnte das Team nur rund die Hälfte einer bekannten Spezies zuordnen. Ebenfalls häufig waren Krebstiere und Plattwürmer, wie Lejzerowicz und seine Kollegen berichten.
„Das auffallendste Ergebnis aber war die Einzigartigkeit der Clarion-Clipperton-Zone“, berichten die Wissenschaftler. „Sie ist von großen Zahl an taxonomischen Einheiten gekennzeichnet, die nur dort vorkommen.“ Auch die phylogenetische Vielfalt sei in diesem Gebiet höher als in den meisten andern beprobten Tiefseeregionen. Das legt nahe, dass es erhebliche geografische Unterschiede zwischen verschiedenen Tiefseegebieten gibt. Nach Ansicht von Lejzerowicz und seinem Team unterstreicht dies, wie unvollständig das Wissen über die Lebenswelt der Tiefsee bislang ist. Solange sie nicht besser erforscht ist, droht der Mensch, durch den Tiefseebergbau unzählige Arten und Lebensgemeinschaften zu zerstören, die nicht einmal bekannt sind.
Quelle: Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen, Fachartikel: Frontiers in Marime Science, doi: 10.3389/fmars.2021.671033
