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Von Ölfeldern bis zu Minen: Wie Wissenschaftler überraschende Beweise für Leben tief unter der Oberfläche fanden.
Tief im Inneren der Erde liegt eine geheimnisvolle und außergewöhnliche Welt des Lebens, die jenseits unserer Vorstellungskraft liegt. Auf ihrem Weg von den Ölfeldern zu den Minen haben wissenschaftliche Untersuchungen Belege für die Existenz dieser Tiefsee-Lebensformen geliefert und so ihre Überlebensfähigkeit und Bedeutung für die Ökosysteme aufgezeigt. Das bringt uns zum Nachdenken: Wie interagieren diese tieferen Leben mit dem Leben in unserem alltäglichen Leben?
Definition und Merkmale der tiefen Biosphäre
Die tiefe Biosphäre ist ein Ökosystem der Biosphäre der Erde, das wenige Meter unter der Meeresoberfläche liegt und sich bis in Tiefen von 10 Kilometern unter der Oberfläche der Kontinente und 21 Kilometer unter der Meeresoberfläche erstreckt.
Zu den Lebensformen in der tiefen Biosphäre zählen Archaeen, Bakterien und echte Organismen und sie sind hinsichtlich ihrer genetischen Vielfalt mit dem Leben an der Oberfläche vergleichbar.
Diese Lebewesen überleben unter extremer Hitze und Druck und ihr Energiestoffwechsel ist viel langsamer als der des Lebens auf der Oberfläche. Studien haben gezeigt, dass die Biomasse der tiefen Biosphäre etwa 90 % der gesamten Biosphäre ausmacht. Diese Entdeckung stellt unsere traditionellen Vorstellungen über die Existenz von Leben in Frage und ermöglicht es Wissenschaftlern, Leben, das unter extremen Bedingungen überleben kann, weiter zu erforschen.
Frühe Entdeckung und ein Umdenken
Bereits in den 1920er Jahren begannen der Geologe Edson Bastin und der Mikrobiologe Frank Greer zu erforschen, warum das Wasser aus Ölfeldern Chemikalien wie Schwefelwasserstoff und Bikarbonat enthält. Diese Verbindungen werden normalerweise von Bakterien produziert, kommen aber in Tiefen vor, in denen kein Leben möglich ist. Es gelang ihnen, anaerobe sulfatreduzierende Bakterien zu züchten, was einen ersten Beweis für die Existenz von Leben in der Tiefe darstellte.
1931 erwähnte Charles Lipman erstmals den biologischen Trockenschlaf durch die Reaktivierung von Bakterien, die 40 Jahre lang versiegelt waren.
Aber erst in den 1980er Jahren begann dieses Gebiet an Aufmerksamkeit zu gewinnen, als Wissenschaftler nach Wegen suchten, der Umweltverschmutzung vorzubeugen. Die Forschung des DOE hat zur Erforschung des Lebens in der Tiefe und zur Entwicklung spezieller Probenahmetechniken geführt, um die Kontamination durch Oberflächenmikroorganismen zu verringern.
Überlebensbedingungen tiefen Lebens
Um zu verstehen, wie diese Tiefseelebewesen überleben, müssen wir zunächst verstehen, woher sie ihre Energie gewinnen. Das Leben an der Oberfläche ist größtenteils auf Sonnenlicht und organische Stoffe angewiesen, während das Leben in der Tiefe hauptsächlich auf chemische Redoxreaktionen als Energiequelle angewiesen ist.
Elektronenspender wie Wasserstoff, Methan und reduzierte Schwefelverbindungen werden zu ihrer „Nahrung“, während Elektronenakzeptoren wie Stickoxide und Kohlendioxid zu ihren „Atmungsprodukten“ werden.
In einer solchen Umgebung läuft der Stoffwechsel von Mikroorganismen sehr langsam ab und es kann sein, dass sie sich in Tausenden von Jahren nicht einmal teilen, was die Wissenschaftler überraschte. Diese Mikroorganismen veränderten im Laufe ihres Überlebens nach und nach die chemische Zusammensetzung ihrer Umgebung und wurden zu einem wichtigen Bestandteil der Existenz der Erde.
Moderne Technologie und Zukunftsforschung
Moderne molekularbiologische und biophysikalische Techniken haben es uns ermöglicht, tiefe mikrobielle Ökosysteme besser zu erforschen und zu analysieren. Beispielsweise können Wissenschaftler durch die Sequenzierung von DNA in der Umwelt die Vielfalt dieser Mikroorganismen feststellen, ohne dass eine Kultivierung erforderlich ist.
In der Richmond Mine in Kalifornien, USA, wurden vermutlich erstmals vier neue Bakterienarten und drei neue Archaeenarten entdeckt.
Diese technologischen Fortschritte verändern nicht nur unsere Beobachtungsweisen der Biologie, sondern bringen uns auch zum Nachdenken darüber, wie wir in solch tiefen Ökosystemen potenzielle Lebensformen finden können und welche Auswirkungen sie auf die Umwelt und die Technologie haben.
Fazit: Unsere Zukunft im tiefen Leben
Alle Studien zeigen, dass Entdeckungen über die tiefe Biosphäre nicht nur neue Einblicke in die Regeln des Lebens bieten könnten, sondern auch tiefgreifende Auswirkungen auf unsere Sicht auf die Geschichte und Zukunft der Erde haben könnten. Das von Wissenschaftlern aufgedeckte Überlebenspotenzial gibt uns Anlass zum Nachdenken: Welchen Einfluss wird die Existenz von Leben in der Tiefe auf unser Verständnis des Lebens und die künftige wissenschaftliche Erforschung haben?
