Gesundheit : Wie Mikroben die ältesten Bauwerke der Erde errichtet haben

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Stromatolithen gibt es seit 3500 Millionen Jahren auf der Erde. Noch heute entstehen sie in manchen Gegenden. „Beim Bau dieser Stromatolithen sind Cyanobakterien die Pioniere“, sagt Gisela Gerdes, Leiterin der Meeresstation der Universität Oldenburg. Die blaugrünen Bakterien gewinnen ihre Energie aus dem Licht der Sonne. Sie erzeugen Sauerstoff und einen zuckerhaltigen Klebstoff. Er hält Sand und Sedimentpartikel fest, die die Meeresströmung heranträgt. Aus dem Sand zimmern die Mikroben Säulen und Türme, Schicht für Schicht.

„Von der Pioniertätigkeit der Cyanobakterien profitieren Milliarden andere Organismen“, sagt Gisela Gerdes. Unter ihrem Schutz wachsen etwa rote Purpurbakterien. Sie filtern das kurzwellige Licht der Sonne heraus, das die Cyanobakterien zu ihnen durchlassen. Noch weiter darunter tummeln sich Organismen, die überhaupt kein Sonnenlicht brauchen und von den Ausscheidungen ihrer Nachbarn leben.

„So entsteht eine enorme Vielfalt von Organismen“, sagt die Forscherin. „Dabei können 500 Arten in übereinander gestapelten, dünnen Matten zusammenleben, Bakterien, die die unterschiedlichsten Stoffwechsel haben.“ Sie schaffen ein Milieu, in dem sich nicht zuletzt Kalk bildet.

Ohne jede erkennbare Absicht errichten die sich unentwegt vermehrenden Bakteriengemeinschaften steinerne Türme mit wechselnden Lagen aus Sand, Kalk und organischen Überresten: die Stromatolithen. Als die Bakterien noch keine Feinde wie Schnecken hatten, bauten sie bis zu 100 Meter hohe Stromatolithen. Vor 1200 Millionen Jahren war ihre Vielfalt am höchsten. Geologen haben fossile Überreste von Stromatolithen aber auch in 3500 Millionen Jahren altem Fels in Australien entdeckt.

Welche Mikroben daran gewerkelt haben, ist bis heute umstritten. „Über 100 Jahre lang dachte man, dass Stromatolithen nur von Cyanobakterien gebildet werden“, sagt Wolgang E. Krumbein, Wegbereiter der deutschen Stromatolithenforschung. „Das trifft aber nicht zu.“ Auch primitivere Organismen, die ihre Energie fernab des Sonnenlichts aus Gärungsprozessen gewinnen, sind offenbar dazu im Stande.

Antje Boetius vom AlfredWegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven und ihre Kollegen haben kürzlich bis zu vier Meter hohe Kalktürme im Schwarzen Meer entdeckt. Bei einem U-Boot-Tauchgang stießen sie in 200 Metern Tiefe auf ein urwüchsiges Bakterienhabitat. „Da unten gibt es keinen Sauerstoff mehr“, sagt die Forscherin. „Trotzdem gibt es auch hier Bakterien, die Berge bauen.“ In den Innen- und Außenwänden sitzt eine stellenweise so weiche Mikrobenmasse, „dass man bei der Probennahme das Gefühl hat, man schneidet in Fleisch. So könnte es in den ersten ein bis zwei Milliarden Jahren auf der Erde ausgesehen haben."

In Marokko hätten Wissenschaftler auch geschichtete Tiefsee-Stromatolithen gefunden, sagt Jörn Peckmann, Geobiologe der Uni Bremen. Bakterien, die von Methan und Schwefel leben, haben diese Kalkfelsen in die Höhe gezogen. Sie sind gute Kandidaten für die ältesten Lebewesen der Erde. tdp

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