Guinguette Marais Poitevin

SAN FRANCISCO – Der tiefste Ort auf dem Planeten könnte auch Hinweise auf den Ursprung des Lebens auf der Erde enthalten.

Die Entdeckung von mikrobiellen Matten – bizarr aussehende, fadenförmige Klumpen von Mikroorganismen – die sich von Chemikalien aus veränderten Felsen 10.912 Meter unter der Oberfläche des Pazifischen Ozeans ernähren, stammt von Proben und Videos, die von einem unbemannten Landegerät gesammelt wurden, das Teil der Mission des Filmregisseurs James Cameron zum Grund des Marianengrabens war. Forscher haben spekuliert, dass ein ähnlicher Aufbau die chemischen Schritte ausgelöst haben könnte, die zu Leben auf der Erde und möglicherweise anderswo im Sonnensystem führen.

„Wir denken, dass diese Chemie die Wurzeln für den Stoffwechsel sein könnte“, sagte Kevin Hand, ein Astrobiologe am Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Kalifornien. „Es könnte der treibende Motor sein, der zur Entstehung von Leben führt“, sagte er. „Vielleicht nicht nur hier, sondern auch auf Welten wie Europa, einem Eismond des Jupiters.“

Camerons Deepsea Challenger-Expedition unternahm zwischen dem 31. Januar und dem 3. April Tauchgänge zum New Britain Trench und zum Marianengraben im südwestlichen Pazifik, mit einem bemannten Tauchgang zum Marianen Challenger Deep, dem dunklen, flachen Becken, von dem Wissenschaftler jetzt wissen, dass es eine überraschende Vielfalt an Leben beherbergt. Die Ergebnisse der Expedition wurden am Dienstag (4. Dezember) auf der Jahrestagung der American Geophysical Union vor einem großen Publikum präsentiert.

Die Filmemacher reisten in einer mit Schaumstoff ummantelten Stahlkugel – der sogenannten Deepsea Challenger – die gebaut wurde, um dem erdrückenden Druck unter der Meeresoberfläche standzuhalten. Die Expedition reiste mit zwei unbemannten Meeresboden-„Landern“ – großen Vorrichtungen, die über die Seite eines Schiffes gehievt und auf den Meeresboden abgelassen wurden. Auf dem Grund angekommen, lockten Köder, die am Lander befestigt waren, Lebewesen auf den Meeresboden, und eine Reihe von Instrumenten nahm Proben, Fotos und Daten auf.

Als er wieder auftauchte, sagte Cameron zu Reportern, die Aussicht sei „trostlos“ und „sah aus wie der Mond“. Aber Wissenschaftler, die die Daten untersuchten, die während der bemannten und unbemannten Tieftauchgänge gesammelt wurden, entdeckten bald, dass es Leben in der kältesten, dunkelsten See gibt.

Bizarre, nie zuvor gesehene Kreaturen

Neben der Entdeckung von blühenden Tiefseematten schwammen mehrere neue Arten an den hochauflösenden Kameras der Expedition vorbei und in die Sammelröhren. Die Wissenschaftler analysieren nun Bakterien und andere Organismen, die an die Oberfläche gebracht wurden.

Riesengroße, 17 Zentimeter lange Amphipoden, ein garnelenartiges Krustentier, das möglicherweise heruntergefallene Baumstämme im Graben plündert, wurden in einer Tiefe von fast 11 Kilometern unter der Oberfläche in der Challenger Deep gefangen und zum Schiff zurückgebracht. Tests zeigen, dass die Kreaturen Verbindungen enthalten, die Gewebe und Proteine dabei unterstützen, bei hohem Druck besser zu funktionieren, darunter Scyllo-Inositol. Die Verbindung ist identisch mit einem Medikament, das in klinischen Studien verwendet wird, um die Amyloid-Plaques abzubauen, die mit der Alzheimer-Krankheit in Verbindung gebracht werden, sagte Doug Bartlett, ein Mikrobiologe an der Scripps Institution of Oceanography an der UC San Diego.

Etwa 20.000 Mikroben aus dem Graben werden abgeholt und werden einer genetischen Analyse unterzogen, sagte er. Es gab auch eine große Anzahl von Xenophyophoren, eine Riesenamöbe, die zu den größten Einzelzellen gehört, die es gibt.

Könnten Sie einen Wurm lieben?

Die Expedition entdeckte auch ungewöhnliche Spezies während der Übungsfahrten im Neubritannien-Graben bei Papua-Neuguinea. Das Tauchboot erreichte bei seinem tiefsten Tauchgang im Graben am 7. März 8.200 m (26.900 Fuß), sagte Cameron.

Die größte Spezies des Tiefseegrabens war eine Art Seegurke, genannt Holothurian, sagte Bartlett. „Es wurde in der Vergangenheit angedeutet, dass sie in diesen Tiefen existieren, aber nicht gefilmt und berichtet. Wir haben eine gesehen, von der wir denken, dass sie eine neue Art darstellen könnte“, sagte er.

An den höher gelegenen Wänden von New Britain, die sich bis in eine Tiefe von etwa 3,8 km (12.467 Fuß) erstrecken, verankerten sich Hunderte von Eichelwürmern, ein wirbelloses Tiefseetier, das charakteristische spiralförmige Spuren auf dem Meeresboden hinterlässt. „Wenn Sie noch nie daran gedacht haben, Würmer zu lieben, wenn Sie diese Videos gesehen haben, würden Sie Würmer lieben“, sagte Bartlett.

Klicks auf frühes Leben

Das hochauflösende Video lieferte Nahaufnahmen nicht nur von den tiefsten Meereslebewesen der Welt, sondern auch vom ältesten Meeresboden des Planeten. Mit einem Alter von 180 Millionen Jahren waren die Felsen am Boden des Marianengrabens geschmolzene Lava, als riesige Dinosaurier die Erde durchstreiften.

Camerons Bilder aus dem New Britain Graben, die auf dem Treffen gezeigt wurden, sind möglicherweise die tiefsten Bilder, die jemals von Kissenlaven gemacht wurden, die sich bilden, wenn Lava unter Wasser ausbricht, sagte die Meeresgeologin Patty Fryer von der Universität von Hawaii in Honolulu. Und im Sirenagraben, wo eine unbemannte Landefähre bis auf 10.900 m hinabstieg, entdeckten die Forscher unerwartet Aufschlüsse von chemisch verändertem Gestein namens Aragonit, Lizardit und Brucit, sagte Hand vom JPL.

Obwohl der Gesteinsprobenentnahmearm der Landefähre nicht richtig funktionierte, leitete Hand später die Zusammensetzung des Gesteins ab, indem er ein paar Sedimentkörner aus einer an die Oberfläche gebrachten Wasserprobe siebte. „Für mich war das wie eine Probenrückführung vom Mars“, sagte er. „Obwohl es nicht viel ist, war es genug, um eine großartige Analyse durchzuführen. Die Analyse war sehr übereinstimmend damit, diese Alterationsprodukte zu sehen“, sagte er.

Feeding on hydrogen

Das veränderte Gestein ist Teil der jüngeren tektonischen Platte, die den alten pazifischen Meeresboden überlagert, sagte Fryer. Der Marianengraben ist eine Subduktionszone, wo sich zwei tektonische Platten der Erde treffen und eine unter die andere gleitet. Wasser, das durch das Gestein nach oben sickert, verändert die Mineralien durch einen Prozess, der Serpentinisierung genannt wird, und setzt Schwefel, Methan und Wasserstoff frei, die Bakterien ernähren können – insbesondere letzteres ist für Mikroben „wie Zuckerwatte“, sagte sie.

Der Aufschluss war zum Teil von einigen Metern dicker, fadenförmiger organischer Matten bedeckt. „Es gab ein erstaunlich bizarres mikrobielles Ökosystem, das diese Schuttblöcke bevölkerte“, sagte Hand. „Diese Art von Struktur, diese Art von Matte in organisierter Form zu sehen, war eine ziemliche Überraschung.“

In den letzten Jahren haben Forscher spekuliert, dass frühes Leben auf der Erde vor 4 Milliarden Jahren an Subduktionszonen ähnlich dem Marianengraben entstanden ist. In den tiefen Gräben herrschten kühlere Temperaturen, und Serpentingestein könnte die nötige chemische Starthilfe gegeben haben.

„Diese Tiefseegräben sind Orte, an denen das Leben auf der Erde entstanden sein könnte“, sagte Cameron. „Diese Geheimnisse müssen enträtselt werden. Hoffentlich werden wir wieder tauchen.“

Es gibt noch keine Pläne für einen weiteren Tauchgang, aber Cameron sagte, dass das Tauchfahrzeug und der Lander betriebsbereit sind und in einer Scheune auf seinem Grundstück in Santa Barbara, Kalifornien, stehen. „Die Frage ist, woher die Finanzierung kommen soll“, sagte er. „Ich muss die Mittel dafür auftreiben. Ich habe auch dieses Hobby, das ich gelegentlich betreibe, wo ich Filme über Pandora mache.“

Diese Geschichte wurde von OurAmazingPlanet, einer Schwesterseite von LiveScience, zur Verfügung gestellt. Erreichen Sie Becky Oskin unter [email protected]. Folgen Sie ihr auf Twitter @beckyoskin. Folgen Sie OurAmazingPlanet auf Twitter @OAPlanet. Wir sind auch auf Facebook und Google+.