In den dunklen Tiefsee, zwischen 200 und 1.000 Metern, liegt die sogenannte Dämmerungszone. Hier herrschen extreme Bedingungen: Kein Sonnenlicht dringt bis in diese Region vor. Auch der Mikronährstoff Eisen, der für das Wachstum von Bakterien essenziell ist, ist hier knapp. Eine aktuelle Studie zeigt jedoch, wie sich Mikroben in dieser eisenarmen Umgebung anpassen und welche Auswirkungen dies auf das Klimageschehen hat.

Studie wirft neues Licht auf die Tiefsee

Um in dieser eisenarmen Umgebung zu überleben, haben Bakterien eine erstaunliche Strategie entwickelt: Sie produzieren sogenannte Siderophore. Diese Moleküle helfen den Bakterien, winzige Eisenmengen aus dem umgebenden Meerwasser zu binden und zu verwerten. Die Entdeckung wirft neues Licht auf das Leben in der Tiefsee und zeigt, wie Mikroben den Kohlenstoffkreislauf im Ozean beeinflussen.

„Anders als in Oberflächengewässern hatten wir nicht erwartet, in der Dämmerungszone des Ozeans Siderophore zu finden“, erklärt Tim Conway, Mitautor der Studie und Professor für chemische Ozeanographie an der University of South Florida in einer Mitteilung. Die Bakterien in dieser Zone der Tiefsee nutzen die Siderophore, um den Eisenmangel auszugleichen, was wiederum den Abbau von organischem Material beeinflusst. „Dies hat einen Dominoeffekt auf die biologische Kohlenstoffpumpe, da diese Bakterien für den Abbau organischer Stoffe verantwortlich sind, wenn diese durch die Dämmerungszone sinken“, so Conway weiter.

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Wichtig für das Verständnis des Klimawandels

Die biologische Kohlenstoffpumpe beschreibt den Mechanismus, bei dem organisches Material von der Meeresoberfläche in tiefere Wasserschichten absinkt. Dieses Material bindet Kohlenstoff und spielt damit eine wichtige Rolle bei der Regulierung des globalen Klimas.

Die Forscher*innen entdeckten jedoch, dass der Prozess durch die Aktivität der Bakterien in der Tiefsee und den Einsatz von Siderophoren maßgeblich beeinflusst wird. „Um die Auswirkungen des Klimawandels zu verstehen, ist es wichtig, die Organismen zu verstehen, die die Kohlenstoffaufnahme im Ozean erleichtern“, führte Conway weiter aus.

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Wichtig für kommende Studien

Die Forschungsergebnisse aus der Tiefsee sind Teil des internationalen GEOTRACES-Projekts, das sich mit den biogeochemischen Zyklen in den Ozeanen beschäftigt. „Um ein vollständiges Bild davon zu erhalten, wie Nährstoffe die biogeochemischen Kreisläufe im Meer beeinflussen, müssen künftige Studien diese Erkenntnisse berücksichtigen“, erklärte Daniel Repeta, leitender Wissenschaftler am Woods Hole Oceanographic Institution und Co-Autor des Artikels, die Wichtigkeit der Entdeckung. „Mit anderen Worten: Die Experimente in Oberflächennähe müssen auf die Dämmerungszone ausgeweitet werden.“

Die Erkenntnisse dieser Studie sollen ein wichtiger Schritt sein, um besser zu verstehen, wie Mikroorganismen das Klima beeinflussen. Die Wissenschaftler*innen wollen damit zeigen, dass das Zusammenspiel von Eisenmangel, Bakterien und Kohlenstoffkreisläufen in den Ozeanen und der Tiefsee viel komplexer ist als bisher angenommen.

Quellen: „Microbial iron limitation in the ocean’s twilight zone“ (Nature, 2024); University of South Florida

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