Der Challenger Deep, der tiefste Punkt auf dem gesamten Meeresboden, liegt im Marianengraben vor der Küste der Marianen des Pazifischen Ozeans. Es ist fast 36.000 Fuß - 7, 8 Meilen - unter der Oberfläche des Ozeans. Wenn Sie in dieser bemerkenswerten Tiefe stehen würden, würde die Wassersäule über Ihrem Kopf den 1000-fachen Druck ausüben, den Sie normalerweise an der Oberfläche erfahren, und Sie sofort zerdrücken.
Aber auch in dieser extremen Umgebung können Organismen überleben. Eine Art kann sogar gedeihen: Bakterien. Eine neue Studie, die heute in Nature Geoscience veröffentlicht wurde, stellt fest, dass in den Tiefen des Marianengrabens unerwartet viele Bakteriengemeinschaften wachsen, wobei Organismen zehnmal dichter leben als auf dem viel flacheren Meeresboden am Rand des Grabens.
Um das ultratiefe Ökosystem zu untersuchen, sandte das internationale Forscherteam unter der Leitung von Ronnie Glud von der Universität von Süddänemark 2010 einen speziell konstruierten 1300-Pfund-Roboter auf den Boden des Grabens. Der Roboter war mit dünnem Material ausgestattet Sensoren, die sich in die Sedimente des Meeresbodens einschneiden können, um den organischen Sauerstoffverbrauch zu messen. Da Lebewesen beim Atmen Sauerstoff verbrauchen, hängt es davon ab, wie viel Luftsauerstoff in den Sedimenten fehlt kann als Proxy für die Menge der in diesem Gebiet lebenden Mikroorganismen verwendet werden.
Der Spezialroboter des Forschungsteams wurde entwickelt, um Proben unter extrem hohem Druck zu entnehmen. (Foto von Anni Glud) Als das Team das Gerät zur Probenahme der Sedimente an zwei Standorten mit Tiefen von 35.476 und 35.488 Fuß verwendete, stellten sie einen überraschend hohen Sauerstoffverbrauch fest - Werte, die darauf hinwiesen, dass zehnmal mehr Bakterien am ultratiefen Standort vorhanden waren als am Eine weitere, flachere Stelle, die sie als Referenz genommen haben, ist ungefähr 60 Kilometer entfernt und liegt in einer Tiefe von nur 30.000 Metern.
Der Roboter sammelte an beiden Standorten insgesamt 21 Sedimentkerne, die im Labor aufgeschleppt und analysiert wurden. Obwohl viele der Mikroorganismen starben, als sie an die Oberfläche gebracht wurden - schließlich sind die Kreaturen an den hohen Druck und die niedrige Temperatur des Meeresbodens angepasst -, wurde der Befund bestätigt: Kerne aus dem Marianengraben hatten eine viel höhere Dichte an Bakterien Zellen als die von der Referenzstelle.
Das Team zeichnete auch Videoaufnahmen des Meeresbodens aus der Ferne auf, bei denen die pechschwarze Umgebung mit Licht beleuchtet wurde, und stellte fest, dass einige Lebewesen viel größer waren als Bakterien, die auf dem Sediment herumrauschten. Als sie Köderfallen benutzten, um einige der Exemplare zu bergen und an die Oberfläche zu bringen, stellten sie fest, dass es sich um Hirondellea gigas handelte, eine Art von Amphipoden - kleine Krebstiere, die in der Regel weniger als 1 Zoll lang waren.
Ein Standbild vom Meeresboden zeigt einen Amphipod (links), der über das mit Bakterien gefüllte Sediment huscht. (Bild via Nature Geoscience / Glud et al.) Die Entdeckung eines solchen reichhaltigen Bakterienlebens ist besonders überraschend, da herkömmliche Erkenntnisse darauf hindeuten, dass in solchen Tiefen nicht genügend Nährstoffe vorhanden sind, um viel Wachstum zu unterstützen. Photosynthetisches Plankton dient als Nährstoffbasis für nahezu jede ozeanische Nahrungskette, aber sie können auf dem lichtlosen Meeresboden nicht überleben. Die Abfallprodukte (wie tote Tiere und Mikroorganismen) von Ökosystemen, die sich höher im seichten, mit Licht gefüllten Wasser befinden, filtern und ernähren sich von tieferen Nahrungsnetzen. In der Regel werden sie jedoch mit zunehmender Tiefe durch immer weniger organische Stoffe abgebaut.
In diesem Fall scheinen die Wissenschaftler jedoch eine Ausnahme von der Regel gefunden zu haben, da der ultratiefe Graben so viel mehr Bakterienaktivität aufwies als die nahegelegene flachere Referenzstelle. Ihre Erklärung ist, dass der Graben als natürliche Sedimentfalle fungiert und nach und nach Nährstoffe sammelt, die herausfiltern und an flacheren Stellen auf dem Meeresboden in der Nähe landen und dann durch Erdbeben oder andere Störungen verdrängt werden.
In den Jahren seit der Exploration im Jahr 2010 hat das Forschungsteam den gleichen Roboter zur Probeentnahme in den Japan-Graben (ungefähr 29.500 Fuß tief) geschickt und plant, den Kermadec-Tonga-Graben (35.430 Fuß tief) noch in diesem Jahr zu beproben. "Die Tiefseegräben sind einige der letzten verbleibenden" weißen Flecken "auf der Weltkarte", sagte Glud, der Hauptautor, in einer Presseerklärung. "Wir wissen sehr wenig darüber, was dort unten vor sich geht."
