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Biomasse Viren als größter Biomasseanteil im Meeresboden

Redakteur: Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Die Biomasse im Meeressediment ist größer als die der Bewohner der darüber liegenden Meere. Viren im Meeresboden stellen hier den größten Anteil der tiefen Biosphäre. Zu dieser Erkenntnis kommen Wissenschaftler des Geo-Forschungs-Zentrums GFZ.

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Transmissions-Elektronenmikroskopbilder von Viren aus dem tiefen Meeresboden. Die Viren befestigen sich auf der Oberfläche von Mikroben und injizieren ihre DNA in die Zellen, die daraufhin neue Viren bilden.
Transmissions-Elektronenmikroskopbilder von Viren aus dem tiefen Meeresboden. Die Viren befestigen sich auf der Oberfläche von Mikroben und injizieren ihre DNA in die Zellen, die daraufhin neue Viren bilden.
(Bild: GFZ)

Potsdam – Wissenschaftler der Universität Oldenburg und des Deutschen Geo-Forschungs-Zentrums GFZ weisen nach, dass in extrem tiefen, alten und nährstoffarmen Meeressedimenten bis zu 225 mal mehr Viren als Mikroben leben. Damit stellen in diesen extremen Lebensräumen nicht mehr die bakteriellen Mikroorganismen die größte Fraktion der lebenden Biomasse dar, sondern Viren. Diese Viren übernehmen die Rolle der Räuber in diesem außergewöhnlichen Biotop.

Die Forscher fanden heraus, wie sich mit zunehmender Nährstoffarmut das Verhältnis von Viren zu Mikroben immer stärker hin zu den Viren verschiebt. „Schon seit einigen Jahren ist bekannt, dass die Masse aller lebenden Mikroben im Meeresboden mindestens genauso groß ist wie die der Bewohner der darüber liegenden Weltmeere“, sagt dazu Jens Kallmeyer vom GFZ. „Eine bisher vernachlässigte Unbekannte sind allerdings die Viren.“

Viren als Räuber

In diesen extremen Lebensräumen übernehmen Viren die Rolle von räuberischen Organismen: Sie steuern die Größe und Struktur der mikrobiellen Population. Die überraschend hohe Zahl der Viren wird damit erklärt, dass die zwar kleine aber aktive Mikrobenpopulation permanent neue Viren produziert, diese aber länger erhalten bleiben weil die wenigen Mikroben weniger Enzyme produzieren, welche die Viren zerstören.

Bisherige Messungen im Meerwasser und oberflächennahen Sedimenten konnten zwar zeigen, dass Viren etwa zehnmal häufiger sind als Mikroben, aber aufgrund ihrer wesentlich kleineren Masse keine große Rolle bei der Gesamtmenge der lebenden Biomasse spielen. Außerdem wurde angenommen, dass hauptsächlich räuberische Organismen wie z.B. andere Einzeller, oder auch Würmer oder Schnecken die Größe der Mikrobenpopulation steuern. Die jetzt vorgestellten neuen Ergebnisse zeigen, dass diese einfachen Annahmen so nicht haltbar sind.

Originalpublikation: Engelhardt, T., Kallmeyer, J., Cypionka, H., & Engelen, B. (2014): „High virus-to-cell ratios indicate ongoing production of viruses in deep subsurface sediments”, ISME Journal. doi: 10.1038/ismej.2013.245; 20.01.2014

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