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Bakterien in Großaufnahme

Wie "hitzige" Bakterien in die Arktis kommen

Bakterien, die eigentlich Hitze lieben, gibt es auch in der Arktis. Wie sie dahinkommen, haben Wiener Mikrobiologen in einer Studie gezeigt: Zumindest bei den im Meer vorkommenden Mikroorganismen sind Strömungen und die Physik entscheidender als die Anpassung an unwirtliche Umweltbedingungen.

Biologie 13.01.2014

Eisbären gibt es nur am Nordpol. Geografische Verbreitungsbarrieren haben dafür gesorgt, dass sie nie an den Südpol gelangten - wo sie aufgrund der herrschenden Umweltbedingungen durchaus leben könnten. Solche biogeografischen Verbreitungsmuster sind gut dokumentiert für Tiere und Pflanzen, für Kleinstlebewesen wie Bakterien und Archaeen (Urbakterien) allerdings nicht.

Die Studie:

"Endospores of thermophilic bacteria as tracers of microbial dispersal by ocean currents" von Albert Müller und Kollegen ist am 19. 12. 2013 im "The ISME Journal" erschienen.

Ursprünglich ging man davon aus, dass Mikroorganismen sehr leicht von einem Ort zum anderen transportiert werden, zum Beispiel über Wasser- oder Luftströmungen, und somit eigentlich überall zu finden sein müssten, hieß es am Montag in einer Aussendung der Universität Wien.

Inzwischen gebe es Hinweise aus zahlreichen Studien, dass eben nicht alle Bakterienarten überall zu finden sind. Ein generelles Problem ihrer Biogeografie sei aber, dass es schwer zu unterscheiden ist, ob die mikrobielle Diversität an einem Standort eher durch evolutionäre Anpassung der Mikroorganismen an den Lebensraum oder durch ihre passive Verbreitung bestimmt werde.

Passive Verbreitung

Ein internationales Team um die Mikrobiologen Albert Müller und Alexander Loy von der Universität Wien und dem Österreichischen Polarforschungsinstitut erforschte zur Klärung dieser Fragen die Biogeografie von Sporen Hitze liebender Bakterien im kalten Meeresboden.

"Sporen von Hitze liebenden Bakterienarten an kalten Standorten reagieren nicht auf die für sie unwirtlichen Umweltbedingungen. Ihre Biogeografie in kalten Gefilden ist daher fast ausschließlich eine Folge ihrer passiven Verbreitung und eben nicht ihrer evolutionärer Anpassung durch genetische Mutation", erklärte Mikrobiologe Alexander Loy.

Die Forscher der Universität Wien und des neugegründeten Österreichischen Polarforschungsinstituts untersuchten zusammen mit Kollegen der Universität Aarhus in Dänemark und der Universität Newcastle weltweite Diversität und Verbreitung Hitze liebender Bakteriensporen im kalten Meeresboden. Unter anderem standen zwei arktische Regionen im Fokus: die Baffin Bay im Westen Grönlands und die Fjorde Spitzbergens.

Einfluss der Meeresströmungen

"Nach dem Aufwecken der Hitze liebenden Bakterien aus ihrem Dornröschenschlaf im Labor und molekularen Untersuchungen ihrer genetischen Vielfalt zeigte sich, dass nur manche Sporenarten nahezu weltweit verbreitet und auch diese nicht überall waren", so Loy.

Die Sporendiversität in den Fjorden an der Westküste Spitzbergens, die gut an den Golfstrom angebunden sind, ist auch signifikant größer als in den Sedimenten aus der arktischen Baffin Bay, welche hydrografisch von der globalen Ozeanzirkulation relativ isoliert ist. Da spricht für den Einfluss der Meeresströmungen.

"Wir konnten damit erstmals systematisch zeigen, dass selbst Bakterien im Sporenstadium - also Mikroorganismen, die am ehesten in der Lage sein sollten, längere Reisen zu überstehen - nicht überall zu finden sind und damit in ihrer Verbreitung eingeschränkt sind. Diese Verbreitungsbarrieren spielen für die lokale Diversität von Mikroorganismen, die keine Überdauerungsformen wie Sporen ausbilden können, natürlich eine noch größere Rolle", fasste der Erstautor der Studie, Albert Müller, die Ergebnisse zusammen.

science.ORF.at/APA

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