Forscher entdecken, dass die Eiskappe von Mikroorganismen wimmelt

Es gibt keine Pflanzen und nur sehr wenige Tiere: Menschen kommen selten hierher. Die großen Gletscher in Grönland wurden lange Zeit als Eiswüsten wahrgenommen. Gigantische Eisschilde, in denen die Lebensbedingungen extrem hart sind.

Aber jetzt, so scheint es, haben wir uns geirrt. Auf den Gletschern gibt es viel mehr Leben als wir dachten.

Unter der Leitung von Professor Alexandre Anesio hat eine Gruppe von Forschern der Fakultät für Umweltwissenschaften der Universität Aarhus entdeckt, dass die Gletscher voller Leben sind. Mikroben, die sich an das Leben auf dem Eis angepasst haben. Und nicht nur eine oder zwei Arten. Mehrere tausend verschiedene Arten.

„In einer kleinen Schmelzwasserpfütze auf einem Gletscher können leicht 4.000 verschiedene Arten leben. Sie leben von Bakterien, Algen, Viren und mikroskopisch kleinen Pilzen. Es ist ein ganzes Ökosystem, von dessen Existenz wir bis vor kurzem nicht wussten“, sagt Alexandre Anesio.

Wovon leben die Mikroben?

In den vergangenen 50 Jahren wurden Forscher immer wieder von der Robustheit des Lebens überrascht. Leben wurde mehrere Kilometer unter der Erde gefunden – wo es weder Sonne noch Sauerstoff gibt. Milliarden von Mikroorganismen „fressen“ Mineralien im Grundgestein und können so überleben.

Forscher haben gezeigt, dass Leben sogar im Weltraum überleben kann. Im Jahr 2007 platzierten europäische Forscher eine Kolonie von mehr als 3.000 mikroskopisch kleinen Bärtierchen (Bärtierchen) außerhalb eines Satelliten und schickten sie in eine Umlaufbahn um die Erde. Die Umlaufbahn dauerte 10 Tage, danach kehrte der Satellit zur Erde zurück. Nicht weniger als 68 % der Mikroben überlebten das Vakuum des Weltraums und die tödliche Strahlung.

Daher ist es nicht verwunderlich, dass auch auf den Gletschern Leben gedeiht. Schließlich gibt es Sonne, Sauerstoff und Wasser. Trotzdem glaubten die Forscher bis vor kurzem, dass das Eis zu wenig Nahrung für Leben habe. Aber sie lagen falsch.

Es gibt Nahrung. Nur in unglaublich kleinen Mengen, erklärt Alexandre Anesio.

Schwarze Algen

Einer der Mikroorganismen auf dem Eis, mit dessen Untersuchung die Forscher die meiste Zeit verbrachten, ist eine kleine Schwarzalge. Die Algen wachsen auf dem Eis und färben es schwarz. Es gibt einen Grund, warum die Schwarzalgen für die Forscher so interessant sind.

„Wenn sich das Eis verdunkelt, wird es schwieriger, das Sonnenlicht zu reflektieren. Stattdessen wird die Wärme der Sonnenstrahlen vom Eis absorbiert, das zu schmelzen beginnt. Je mehr das Eis schmilzt, desto wärmer wird es auf der Erde. Die Algen spielen also eine Rolle.“ wichtige Rolle bei der globalen Erwärmung“, sagt Alexandre Anesio.

In den letzten Jahren wurden immer größere Flächen des Eises von den Algen befleckt, wodurch das Eis noch schneller schmilzt. Alexandre Anesio hat berechnet, dass die Algen die Eisschmelze um etwa 20 % erhöhen.

Die Algen auf dem Eis gab es auch, bevor die Menschen durch die Industrialisierung die globale Erwärmung angestoßen haben. Der Klimawandel bedeutet jedoch, dass der Frühling in der Arktis immer früher eintrifft und die Algen dadurch eine längere Saison haben, um zu wachsen und sich auszubreiten.

„Die Algen breiten sich jedes Jahr ein bisschen mehr aus. Wenn ich nach Grönland reise, sehe ich jetzt weite Gebiete, in denen das Eis wegen der Algen völlig dunkel ist“, sagt er.

Auf der Suche nach einem Algizid

Alexandre Anesio und seine Kollegen verbringen viel Zeit mit den Schwarzalgen, weil sie versuchen herauszufinden, ob sich das Algenwachstum auf irgendeine Weise bremsen lässt.

Das ist ein Gleichgewicht In den meisten Ökosystemen – eine Art Gleichgewicht – weil die verschiedenen Organismen sich gegenseitig in Schach halten. Deshalb will Alexandre Anesio mehr über die Beziehung zwischen den verschiedenen Mikroben erfahren.

„Die verschiedenen Mikroorganismen auf dem Eis beeinflussen sich gegenseitig. Einige hinterlassen Nahrung, von der andere leben. Kleine Virenpartikel greifen Bakterien an und verzehren sie. Wir glauben, dass einige der Pilzsporen die Schwarzalgen fressen könnten. “ er sagt.

Er betont jedoch, dass selbst wenn sie einen Weg finden, das Algenwachstum einzudämmen, dies den Klimawandel nicht lösen wird. Obwohl es ihn verlangsamen könnte.

Algenwachstum ist eine Folge davon, dass wir zu viele Treibhausgase in die Atmosphäre freisetzen. Und hier muss das Problem gelöst werden. Wir müssen uns darauf konzentrieren, unsere Emissionen zu verlangsamen.

Das gleiche Pigment wie im schwarzen Tee

Algen kommen praktisch überall vor. Im Meer, in Seen, auf Bäumen und Felsen und sogar als kleine Sporen in der Luft. Die meisten Algen sind grünlich. Wie Pflanzen und Bäume sind sie aufgrund von Chlorophyll grün. Ein Molekül, das ihnen die Photosynthese ermöglicht.

Bei den Schwarzalgen ist das anders.

„Weil die Algen auf dem Eis leben, werden sie mit Sonnenlicht und Strahlung bombardiert. Um sich zu schützen, produzieren sie viel schwarzes Pigment. Es ist eigentlich das gleiche Pigment wie im schwarzen Tee. Das Pigment bildet eine Schutzschicht außerhalb der Algen und schützt die Chlorophyllmoleküle vor der gefährlichen Strahlung“, sagt Alexandre Anesio. Wenn das Pigment die Sonnenstrahlen absorbiert, erzeugt es Wärme. Diese Hitze bringt das Eis um die Algen herum zum Schmelzen. Und das kommt den Algen tatsächlich zugute. Sie brauchen zum Leben sowohl Wasser als auch Mikronährstoffe aus dem Eis.

Und sie können das Wasser nur verwenden, wenn es flüssig ist.

Auch die NASA hat ein Auge auf seine Forschung

Alexandre Anesios Forschungen zum Leben auf dem Eis sind wichtig für ein besseres Verständnis des Klimawandels. Aber auch die NASA verfolgt seine Forschungsergebnisse aufmerksam. Die Ergebnisse könnten bei der Jagd nach Leben im Weltraum entscheidend sein.

„Die NASA ist mehrfach auf uns zugekommen, weil wir mit Leben arbeiten, das an einem der unwirtlichsten Orte der Erde lebt. Wenn das Leben auf und unter dem Eis gedeiht, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass wir auch im Eis des Mars Leben finden oder die Eismonde von Jupiter und Saturn zum Beispiel“, sagt er.

Bevor die NASA ihren Rover Perseverance zum Mars schickte, lud sie sogar Alexandre Anesio zu einem Treffen ein.

„Sie hatten Angst, dass der Rover Mikroben von der Erde mitnehmen könnte. Mikroben, die möglicherweise auf dem Mars überleben und die Proben verunreinigen würden, die sie vom Mars nehmen würden. Also wollten sie wissen, unter welchen Bedingungen Leben überleben kann. Was sind die Grenzen für das Leben?“

Die NASA interessiert sich so für die Erforschung des Lebens im Eis, weil wir auf keinem anderen Planeten im Sonnensystem flüssiges Wasser gefunden haben. Jedenfalls noch nicht. Aber wir haben viel Eis gefunden.

Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass es unter der gefrorenen Oberfläche des Saturnmondes Enceladus und des Jupitermondes Europa flüssige Ozeane gibt – und eine der Lebensnotwendigkeiten, wie wir sie kennen, ist flüssiges Wasser.

Daher sind die NASA und andere Weltraumbehörden sehr daran interessiert, mehr über die Arten von Leben zu erfahren, die auf und unter dem Eis leben können. Denn Organismen, die denen in Grönland ähneln, werden sie wahrscheinlich auf den Eismonden suchen.

„Wie wir sind sie sehr daran interessiert, wie die Mikroorganismen auf dem Eis funktionieren. Wie viel Nahrung brauchen sie? Welche Art von Nahrung? Und wie funktioniert das Ökosystem, an dem sie teilhaben? Das sind Fragen, die wir hoffen können zukünftig zu beantworten“, sagt Alexandre Anesio.

Entsprechende Forschungsergebnisse werden in der Zeitschrift veröffentlicht Geobiologie.