Leben im Marianengraben: Haben urzeitliche Wesen dort bis heute überlebt?

Fast elf Kilometer unter dem Meer ist die Welt schwarz, kalt und fast leer. Kein Sonnenlicht, keine Pflanzen, kaum frische Nahrung. Nur Fels, Schlamm, Druck – und winzige Reste aus der oberen Welt, die langsam in die Tiefe sinken. Trotzdem hängt dort unten Leben an den Wänden.

Im Marianengraben und im Kermadecgraben fanden Forscher dichte Büschel millimetergroßer Organismen. Sie sehen aus wie helle Federn auf dunklem Gestein. Manche gehören zu Linien, die tief in die Erdgeschichte zurückreichen. Ausgerechnet die tiefsten Gräben der Erde könnten also ein Ort sein, an dem uralte Lebensformen überdauert haben.

In seiner Studie berichtet ein Team der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) von Funden aus der Hadalzone. Sie beginnt in Tiefseegräben bei etwa 6.000 Metern und reicht bis knapp 11.000 Meter.

Leben im Marianengraben hängt dicht am Gestein

Auf den harten Untergründen fanden die Wissenschaftler 32 Arten aus sechs großen Organismengruppen. Viele davon waren bislang nicht wissenschaftlich beschrieben. Dazu zählen eine neue Familie einzelliger Foraminiferen und eine neue Familie von Moostierchen. Die meisten Tiere und Einzeller sind nur wenige Millimeter groß. Auf manchen Felsflächen sitzen sie dennoch extrem dicht: bis zu 4300 Individuen pro Quadratdezimeter.

Besonders auffällig sind fadenförmige Foraminiferen. In der Mitteilung heißen sie „Felsfedern“. Im Chinesischen werden sie „shirong“ genannt. Ihre Körper sind klein, schlicht gebaut und oft von Sediment umgeben. Das erschwerte lange die genetische Einordnung. Nun gelten sie als agglutinierte Foraminiferen. Sie formen ihre Hüllen aus winzigen Teilchen aus ihrer Umgebung.

Winzige Felsfedern wachsen erstaunlich dicht

Die Aufnahmen und Proben stammen aus 98 Tauchgängen mit dem bemannten Tiefsee-U-Boot „Fendouzhe“. Die tiefsten Nachweise reichen bis 10.898 Meter. Neben dem Marianengraben und dem Kermadecgraben fanden Expeditionen ähnliche Gemeinschaften auch im Aleutengraben, im Kurilen-Kamtschatka-Graben, im Puysegurgraben, im Atacamagraben und im Mussaugraben.

Solche Lebensräume entstehen an Grabenwänden, Bruchzonen und abgesunkenen Bergen. Schlammflächen lassen sich in der Tiefsee vergleichsweise gut beproben. Harte Felsflächen in extremer Tiefe brauchen dagegen präzise Tauchgänge, starke Greifarme und Geräte, die dem Druck standhalten.

Pollen aus Wäldern erreicht den Abgrund

Die Nahrung der Organismen führt weit über den Meeresboden hinaus. Frühere Vermutungen sahen chemische Energiequellen als mögliche Grundlage. Hinweise darauf fanden die Forschern hier jedoch nicht. In den untersuchten Tauchgängen fehlten typische Arten chemosynthetischer Lebensräume, etwa Röhrenwürmer oder bestimmte Muscheln. Genetische Analysen ergaben auch keine bekannten chemolithoautotrophen Symbionten in den dominierenden Arten.

Stattdessen fanden die Wissenschaftler Kiefernpollen. Viele Körner befanden sich laut CAS in unterschiedlichen Stadien der Verdauung. Die winzigen Tiefsee-Bewohner nutzen demnach organisches Material, das aus höheren Wasserschichten oder sogar vom Land stammt. Die Spur reicht von Wäldern bis in die tiefsten Gräben des Pazifiks.

Tiefsee-Fauna frisst Reste vom Land

Für den Kohlenstoffkreislauf zählt vor allem ihre Masse. Die sesshaften Foraminiferen könnten 2 bis 11 Prozent des gesamten eukaryotischen Biomasse-Kohlenstoffs in globalen Hadalgräben ausmachen. Gemeint sind Lebewesen mit Zellkern, also Tiere, Pflanzen, Pilze und viele Einzeller. Die CAS nennt diese Gemeinschaften einen bislang übersehenen, aber sehr aktiven Kohlenstoff-„Hotspot“.

Die Form der Gräben begünstigt den Nachschub. Viele laufen V-förmig in die Tiefe. Organisches Material rutscht an den Hängen nach unten. Trübungsströme fegen durch die Gräben, bewegen Sediment und legen Felsen frei. Zugleich können sie Lebewesen begraben, die ungünstig am Boden sitzen.

Senkrechte Felsen schützen erstaunlich gut

Die Foraminiferen besiedeln deshalb vor allem steile Seitenflächen von Felsvorsprüngen. Dort sammelt sich weniger Sediment als auf waagerechten Flächen. Ihre fadenförmigen Körper hängen nach unten. So entgehen sie eher der Verschüttung und fangen vorbeiziehende Nahrungspartikel ein.

Mehrere Organismengruppen wurden in bisher unerreichten Tiefen nachgewiesen. Das tiefste bekannte Moostierchen, „Pierrella fendouzhei“, stammt aus 9981 Metern Tiefe. Polypen von Schirmquallen erreichten 9982 Meter, Hydrozoen-Polypen 9195 Meter. Das Moostierchen gehört zu einer alten Linie, die bereits aus kreidezeitlichen Flachwasser-Ablagerungen bekannt ist.

Kurz zusammengefasst:

• Im Marianengraben und anderen Tiefseegräben fanden Forscher dichte Lebensgemeinschaften auf Felsen in bis zu 10.898 Metern Tiefe.
• Die winzigen Organismen sitzen wie helle Fäden am Gestein und ernähren sich offenbar von organischem Material, darunter Kiefernpollen vom Land.
• Einige Funde gehören zu sehr alten Entwicklungslinien, deshalb könnte die Hadalzone ein Rückzugsraum für urtümliche Meeresbewohner sein.

Übrigens: Auch an anderen Orten der Tiefsee trotzen Lebewesen Bedingungen, die für fast jedes Tier tödlich wären – ein Wurm an heißen Quellen lagert sogar Arsen in seinem Körper ein. Wie er zwei Gifte gegeneinander ausspielt und warum das für Medizin und Umwelttechnik interessant werden könnte, mehr dazu in unserem Artikel.

Bild: © Global TREnD Team, IDSSE