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Dienstag, 23.10.2018
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Im "Keller" der Erde wimmelt es

Quadrilliarden Mikroben leben im kontinentalen Untergrund

Verborgene Lebenswelt: Kilometertief in der Erdkruste existiert überraschend viel Leben. Trotz Dauerdunkel, enormem Druck und kargen Nährstoffen beherbergt der "Keller" unserer Kontinente insgesamt mehrere hundert Quadrilliarden Zellen, wie neue Schätzungen nahelegen. Dabei scheinen Bakterien weitaus häufiger zu sein als Archaeen, berichten die Forscher im Fachmagazin "Nature Geoscience".
Mikroben aus rund 2.000 Metern Tiefe unter dem Elektronenmikroskop

Mikroben aus rund 2.000 Metern Tiefe unter dem Elektronenmikroskop

Selbst kilometertief unter unseren Füßen wimmelt das Leben: Ob unterhalb der Ozeane oder den Kontinenten – im Inneren der Erdkruste gibt es einzigartige Ökosysteme zu bestaunen. Wissenschaftler sind in den vergangenen Jahren immer wieder auf die mikrobiellen Bewohner dieser Unterwelt gestoßen. Sie fanden sogar noch 2.500 Meter unter dem Meeresgrund lebende Bakterien vor.

Das Leben im "Keller" der Erde trotzt Dunkelheit, sengender Hitze und hohem Druck und macht wahrscheinlich einen erheblichen Teil der prokaryotischen Biomasse unseres Planeten aus. Trotzdem ist diese sogenannte tiefe Biosphäre für Wissenschaftler noch immer eine große Unbekannte: Wie viele Organismen leben dort genau und welche Faktoren beeinflussen deren Vorkommen?

Selbst im Inneren der Erde gibt es Leben.

Selbst im Inneren der Erde gibt es Leben.

Wie viele Zellen?


"Während bei der Erforschung der marinen Untergrund-Biosphäre in der Vergangenheit signifikante Fortschritte gemacht wurden, sind Schätzungen zur kontinentalen Biomasse bisher mit großen Unsicherheiten behaftet", schreiben Cara Magnabosco von der Simons Foundation in New York und ihre Kollegen. Sie haben sich dieser Wissenslücke daher nun gewidmet.


Für ihre Studie werteten die Forscher Daten von mehr als 200 Publikationen mit rund 3.800 Messungen zur Zellkonzentration und Biodiversität im kontinentalen Untergrund aus. Die Daten stammten dabei hauptsächlich aus Proben aus Nordamerika, Europa und Japan. Unter Berücksichtigung von Einflussfaktoren wie Temperatur, Tiefe und Gesteinsart berechnete das Team auf dieser Grundlage, wie viele Zellen wohl insgesamt in dieser Unterwelt leben.

Um eine Größenordnung überschätzt


Das Ergebnis: "Wir schätzen, dass der kontinentale Untergrund zwei bis sechs mal 10 29 Zellen beherbergt", schreiben die Wissenschaftler. Zwar ist auch diese Zahl nicht in Stein gemeißelt – unsicher ist sie vor allem deshalb, weil für die Analysen kaum Proben aus Südamerika, Afrika und Australien zur Verfügung standen.

"Solange diese Regionen keine dramatisch anderen Biomasse-Trends aufweisen, bedeutet unsere neue Schätzung jedoch, dass frühere Berechnungen die Biomasse in der tiefen Biosphäre teils um eine Größenordnung überschätzt haben", so Magnabosco und ihre Kollegen.


Mehr Bakterien als Archaeen


Wie aber sieht es mit der Biodiversität aus: Was bestimmt, wo die Lebensgemeinschaft der Unterwelt besonders vielfältig ist? Diese Frage konnten die Forscher nur in Teilen beantworten. So gelang es ihnen nicht, bestimmte Faktoren zu identifizieren, mit deren Hilfe sich die Vielfalt der tiefen Biosphäre verlässlich vorhersagen lässt.

Allerdings zeichnete sich ab: Insgesamt sind Bakterien im kontinentalen Untergrund offenbar deutlich häufiger als Archaeen – diese bakterienähnlichen Organismen gehören zu den ältesten Lebensformen der Erde und finden sich besonders häufig in extremen Umwelten.
Die Auswertungen ergaben zudem, dass die Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaft vor allem abhängig vom Gestein zu sein scheint.

Viele offene Fragen


Wie die Wissenschaftler betonen, sind trotz ihrer neuen Erkenntnisse noch viele Fragen offen. Die Natur des Lebens im Keller der Erde bleibt vorerst ein Mysterium. "Dieses Leben zu verstehen, kann in Zukunft zu einem besseren Verständnis des Kohlenstoffkreislaufs in der tiefen Biosphäre führen und auch bei der Suche nach Lebensformen auf anderen Planeten helfen", schließen sie. (Nature Geoscience, 2018; doi: 10.1038/s41561-018-0221-6)
(Nature, 26.09.2018 - DAL)
 
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