Diaorama Tiefsee

Hypothesen
zur Evolution des Lebens
Die extremen Umweltbedingungen, wie sie in den hydrothermalen Feldern der Tiefsee
(Wasseransammlung in Gesteinsschichten) in der Nähe der Black Smoker herrschen, lassen an die
Verhältnisse in der frühen Erdgeschichte denken. Die Evolutionsbiologen sehen darin den
Ursprung des irdischen Lebens.
Vulkanismus mit hohen Temperaturen und hohem Druck, Mangel an Licht und eine hohe Mineralkonzentration
haben einige Forscher, beispielsweise William Martin und Michael Russell, bewogen, der Umgebung von Black Smokern
eine besondere Bedeutung in der Entwicklung des Lebens zuzuweisen. Besonders die chemosynthetisch aktiven
Bakterien und Archaeen trugen dazu bei. Sie werden wegen ihres anaeroben Stoffwechsels und der Energiegewinnung
ohne die Möglichkeit der Nutzung von Sonnenlicht, von einigen Forschern als repräsentativ für früheste
Formen des Lebens angesehen.
Einige Biologen erwarten, ähnliches Leben auf Monden der Gasplaneten wie z. B. dem Jupitermond Europa
zu finden, da dort unter dem Eismantel ein Wasserozean mit eventuellen hydrothermalen Quellen
vermutet wird.
Black smoker / White smoker
Black Smoker (dt. Schwarze
Raucher) und White Smoker (dt. Weiße
Raucher) sind hydrothermale Quellen
am Meeresboden. Sie kommen durchschnittlich in einer Tiefe von 2000
Metern vor. Das Wasser der Smoker
kann eine Temperatur von bis zu
400°C haben. Das aufgeheizte Wasser
stammt aus der ozeanischen Kruste
und ist sehr mineralreich. Durch die
erhöhte Temperatur verbessert sich die
Löslichkeit anderer Stoffe im Wasser.
Es kommen vor allem gelöste
Sulfide und Salze von Metallen wie
z.B. Eisen, Mangan und Kupfer vor.
Bei Kontakt mit dem kalten Meerwasser kommt es zur Ausfällung der
mineralischen Fracht. Dadurch bilden
sich im Laufe der Zeit schornsteinartige Strukturen um die Thermalquellen.
Die ausgefällten Minerale werden
durch eine "Rauchfahne" sichtbar.
Je nach Art der gefällten Minerale ist
die "Rauchfahne" von schwarzgrauer
(Black Smoker; z.B. Sulfide, Salze
der Metalle) oder hellgrauer (White
Smoker; z.B. Angydrit, Gips) Färbung.
Smoker sind ca. 20 Jahre aktiv.
Die Black Smoker bilden die Grundlage für eine Lebensgemeinschaft, die
von der Energie des Sonnenlichtes unabhängig ist. Die Grundlage der Nahrungskette bilden chemoautotrophe
Bakterien, die ihre Energie aus den
Schwefelwasserstoffen beziehen.
Überraschende Lebensvielfalt
am Meeresgrund
Wissenschaftler haben 1977 am Meeresgrund vor den Galapagos Inseln das seltsame
Phänomen der Schwarzen Raucher entdeckt.
Schon seit 1972 war bekannt, dass an einigen Stellen des Meeresbodens heißes Wasser
aus dem Untergrund austritt, gesehen hatte
diese Unterwasserquellen jedoch bis dahin
noch niemand. Entsprechend überrascht
waren die ersten Beobachter: Sie entdeckten
ausgedehnte Kolonien seltsamer, bisher
unbekannter Tierarten, umspült vom warmen,
mineralhaltigen Wasser, das aus zahlreichen
Öffnungen im hügeligen Meeresboden drang!
Die Schlotfelder quellen geradezu
über vor Leben und Aktivität. 10’000 bis
100’000 Mal dichter als in der restlichen
Tiefsee ballen sich hier die Organismen
zusammen. Am Beginn der Nahrungskette
stehen Schwefel fressende Bakterien, welche
die Energie der chemischen Substanzen im
heißen Schlotwasser nutzen, um organische
Kohlenstoffverbindungen wie Zucker und
Eiweiße zusammenzubauen. Neben Bakterien,
kleinen Krebsen und Muscheln ist vor allem
der Riesenbartwurm Bewohner der Black
Smoker. Bis zu drei Meter lang können sie
werden und sie wachsen mit bis zu zwei
Millimetern. Häufig sind die Black Smoker
von großen Kolonien dieser Würmer umgeben.
Alle Lebewesen an den hydrothermalen
Schloten sind äußerst hitze- und säureunempfindlich. Noch ist nicht im Detail geklärt,
wie es die Röhrenwürmer, Krebse und
Muscheln schaffen, in Wassertemperaturen
nahe dem Siedepunkt und in den extrem
hohen Schwermetall- und Schwefelkonzentrationen zu überleben.
Tiefseefische
Bis etwa 1860 wurde angenommen, dass
unterhalb von 500 m Wassertiefe kein Leben
möglich sei. Zweifel kamen auf, als 1860 auf
einem in 2000 m tiefen Kabel mehrere
Tierarten gefunden wurden. Danach begann
die Zeit der ersten Tiefsee-Expeditionen, bei
denen Tausende unbekannter Tierarten entdeckt wurden. Später gelangten Forscher in
Stahlkugeln immer tiefer und entdeckten
immer neues Leben in immer grösseren
Tiefen.
Die Zeit der Entdeckungen ist auch noch
nicht vorbei. Es ist möglich, dass in der Tiefe
der Meere noch viele unbekannte Tierarten
leben.
Etwa 11 % aller bekannten Fischarten
leben in der Tiefsee. Sie kommen in allen
Ozeanen vor, jedoch nicht in den Gewässern
der Arktis. In der antarktischen Region sind
nur etwa 30 Tiefseearten bekannt.
Tiefseefische sind in besonderer Weise an
die Bedingungen der Tiefsee angepasst. Da
sie sich wenig bewegen, haben sie oft nur
schwache Muskeln, Kiemen und Herzen und
Skelette mit geringer Knochenbildung.
Oft haben sie keine Schuppen und kleine
Augen. In Anpassung an den enormen Druck
haben die meisten Tiefseefische keine
Schwimmblase. Bei manchen Arten ist sie
zu einem Fettspeicher umgebildet.
Fische gibt es in bis zu 8400 m Tiefe.
Viele Tiefseefische verbringen den Tag in der
Tiefe und wandern in der Nacht in flacheres
Wasser. Bei diesen täglichen Wanderungen
legen sie Höhenunterschiede von bis zu
1500 m zurück.
Tiefseefische wachsen langsam, werden
erst mit 15-20 Jahren geschlechtsreif und
können über 100 Jahre alt werden. Wegen
ihrer langen "Nachwachszeiten" sind Tiefseefische für die Fischerei uninteressant: die
kommerzielle Nutzfischerei endet bei
500 m Tiefe.