Referat Ökosysteme in der tiefsee

KOSYSTEME IN DER TIEFSEE

Obwohl die Tiefsee wegen fehlendem Licht und somit auch fehlenden Primärproduzenten allgemein als karg und lebensfeindlich gilt, findet man stark konzentriert auf einer Fläche von wenigen Quadratmetern eine überraschend hohe Anzahl von Lebewesen. Sie sind immer in der Nähe von hydrothermalischen Schloten oder hei en Tiefseequellen an den Dehnungszentren des Meeresbodens, dort wo die Platten auseinanderdriften und ozeanische R cken bilden, anzutreffen. Erstmals wurden sie 1 77 in der Nähe der Galápagosinseln im Pazifik in 2 00 m Tiefe entdeckt. Tierarten, die man bisher nicht kannte, wurden aufgespürt:

Schwefelbakterien

Tiere, die mit Schwefelbakterien in Endosymbiose leben

Tiere, die sich von anderen Schlottieren ern hren

ad ) Schwefelbakterien:

So tief unter der Wasseroberfläche in völliger Dunkelheit können Pflanzen als Primärproduzenten, also die Lebensformen, die autotroph leben, indem sie Kohlendioxyd im Calvinzyklus zu reduzierten Kohlenstoffverbindungen (Zucker, Fette und Aminosäuren) umwandeln, nicht existieren. An ihre Stelle treten chemolithoautotrophe Bakterien, die in der Lage sind, die Energie, die für den

Calvinzyklus ben tigt wird, aus der Oxydation von Schwefelwasserstoff (H S) zu beziehen (= Chemosynthese). Und gerade dieser Schwefelwasserstoff ist in der N he solcher Schlote sehr stark im Wasser konzentriert. Bei solchen sulfidoxidierenden Bakterien verläuft der restliche Calvinzyklus wie bei den gr nen Pflanzen ab.

) Tiere, die mir Schwefelbakterien in Endosymbiose leben:

a) Der Röhrenwurm Riftia pachyptila:

Er gehört zu den wichtigsten Tieren der Schlotfauna und wird bis zu 1 m lang.

Anatomie: Im Prinzip ist der R hrenwurm ein geschlossener Sack ohne Mund und Verdauungssystem. Aus der festen Röhre ragt ein rotes, kiemenartiges B schel, welches der Aufnahme von Sauerstoff, Kohlendioxyd und Schwefelwasserstoff dient. Unterhalb des B schels befindet sich ein Muskelring (Vestimentum), mit dem der Wurm in seiner Röhre verankert ist. Der restliche Körper ist zum Gro teil ein dünnwandiger Sack, der die inneren Organe beherbergt. Das gr ßte davon ist das Trophosom (Freßkörper), der

f r die Ern hrung des Wurmes von gro er Bedeutung ist. In den Zellen des Trophosoms leben Kulturen von Schwefelbakterien, die den Wurm ernähren. Im Gegenzug erhalten die Bakterien die f r sie lebenswichtigen Grundstoffe: Von den Kiemenb scheln gelangen CO , O und H S ber die Blutgef e zu

den Zellen. Die beiden Tierarten leben also in Endosymbiose wobei jede

der beiden einen Vorteil aus der Partnerschaft zieht (Mutualismus Man fand heraus, daß jede R hrenwurmart nur mit einer bestimmten

Schwefelbakterienart zusammenleben kann.

b Die große weiße Muschel Calyptogena magnifica und die miesmuschelähnliche Art Bathymodiolus thermophilus:

Auch diese beiden Tiere sind auf die Chemosynthese ihrer Endosymbionten angewiesen. Hier sitzen die Bakterien allerdings nicht in einem inneren

Organ, sondern direkt in den

Kiemenbüscheln. Die Muskeln sind in der Lage Sulfide in ihrem Blut anzureichern, wobei der Gro teil des Sulfids nicht ber die

Kiemenbüschel, sondern ber ihren langen Fuß, der direkt in die hydrothermalen Schlote hineinragt, aufgenommen wird.

) Tiere, die sich von anderen Schlottieren ernähren:

Viele der kleineren und unauff lligeren Tiere dieses Habitats sind keine

Symbionten. Sie ernähren sich entweder, indem sie feste Nahrung, z B.

Bakterien, aus dem Wasser filtern oder indem sie Tiere fressen, die Symbionten beherbergen. Entdeckt wurden Schlotkrabben, Garnelen und besonders angepaßte Fische.

SCHUTZ VOR SCHWEFELVERGIFTUNG

Da bei den meisten Tieren Sulfid die Atmung blockiert, indem es die Andockstelle des Sauerstoff aus dem Hämoglobin besetzt, mu ten sich die Schlotbewohner besonders anpassen:

R hrenwurm: Der Röhrenwurm verf gt über ein besonders großes

Hämoglobinmolekül mit zwei Andockstellen, eine für Sauerstoff, die andere für Sulfid. Das Sulfid wird direkt in die Trophosomzellen bef rdert. So wird verhindert, daß es in andere Zellen diffundiert und durch eine Vergiftung der

Cytosom-c-Oxidase die Zellatmung zum Erliegen bringt.

Die Muscheln Calyptogena magnifica und Bathymodiolus thermophilus: Diese beiden Muschelarten haben ein eigenes Transportmolek l entwickelt, welches

nur dem Transport von Sulfiden dient, und deren schlechte Eigenschaften unterbindet.

Schlotkrabbe: sie ben tigt das Sulfid nicht und entgiftet es indem sie es in ihrer leberartigen Mitteldarmdrüse zu nicht toxischem Thiosulfat oxidiert.