Felsenfressende Pilze & Tardigraden unter Großen Seen

Tief unter den Großen Seen, in einer 350 Millionen Jahre alten Gesteinsformation, haben Wissenschaftler ein verborgenes Ökosystem entdeckt, das ohne Sonnenlicht gedeiht. Felsenfressende Pilze, mikroskopisch kleine Bärtierchen, Fadenwürmer und sogar Parasiten wurden im Antrim-Schiefer in Tiefen von 200 bis 500 Metern gefunden. Die im The ISME Journal veröffentlichten Ergebnisse stellen lang gehegte Annahmen darüber in Frage, wo komplexes Leben überleben kann – und werfen dringende Fragen zu einer potenziellen Klimabedrohung auf.

Eine unterirdische Welt, in der Zeit eingefroren

Der Antrim-Schiefer erstreckt sich über Michigan, Ohio, Indiana und Wisconsin und wird seit langem zur Erdgasförderung genutzt. Als Forscher der University of Michigan jedoch Wasser analysierten, das aus Gasbrunnen gepumpt wurde, fanden sie weit mehr als Methan. Isotopendatierungen ergaben, dass das Wasser seit etwa 11.000 Jahren, seit dem Ende der letzten Eiszeit, von der Oberfläche isoliert war. „Unsere Studie stellt die Vorstellung in Frage, dass es in der tiefen Unterwelt für komplexeres Leben wie Pilze unwirtlich ist“, sagte Hauptautor Quinn Moon. „Unter günstigen Bedingungen können Eukaryoten tatsächlich recht häufig vorkommen.“ Dieses uralte, lichtlose Reich – einst als nahezu steril betrachtet – entpuppt sich als ein tiefes unterirdisches Leben Hotspot.

Felsenfressende Pilze und ein komplexes Nahrungsnetz

Die DNA-Analyse identifizierte 689 verschiedene Pilzarten, von denen 13 völlig neu für die Wissenschaft erscheinen. Die dominierenden Gruppen, Agaricomycetes und Dothideomycetes, sind dafür bekannt, Lignin und Zellulose abzubauen – zähe organische Verbindungen, die die meisten Organismen nicht verdauen können. Hier haben sie sich jedoch daran angepasst, sich vom Schiefer selbst zu ernähren, indem sie Enzyme absondern, die Kohlenstoff aus dem Gestein freisetzen. Ein einziger Wassertropfen enthielt etwa 250 Pilzzellen. Neben Pilzen fand das Team Spuren von Bärtierchen, Nematoden und Parasiten wie Ichthyosporea und Rozellomycota, was auf ein komplexes mikrobielles Nahrungsnetz hindeutet, in dem Pilze sowohl als Zersetzer als auch als Beute fungieren.

Leben ohne Sonnenlicht: Wie überleben sie?

Im Gegensatz zu Ökosystemen an der Oberfläche, die auf Photosynthese angewiesen sind, verlässt sich diese Gemeinschaft auf Chemolithoautotrophie – Organismen, die Energie aus anorganischen Verbindungen im Gestein gewinnen. Die organisch reichen Schichten des Schiefers liefern eine kontinuierliche Kohlenstoffquelle, während methanogene Archaeen in sauerstoffarmen Zonen Methan produzieren. Einige Mikroben könnten sogar Sauerstoff über bisher unbekannte Wege erzeugen, obwohl der Sauerstoffgehalt extrem niedrig bleibt. Die Entdeckung, dass Eukaryoten (komplexe, kernhaltige Zellen) in einer so extremen Umgebung gedeihen können, schreibt Lehrbücher über die Grenzen des Lebens neu und erinnert an die Extremophilen-Anpassungen, die man an hydrothermalen Tiefseequellen sieht.

Eine verborgene Klimabedrohung

Der Fund hat auch ernüchternde Auswirkungen auf die Klimawissenschaft. Der Antrim-Schiefer ist eine bedeutende Erdgasquelle, und Fracking-Operationen stören bereits diese tiefen Schichten. Wenn Pilze und andere Organismen aktiv organisches Material im Schiefer abbauen, könnten sie die Freisetzung von Methan beschleunigen – ein Treibhausgas, das über 20 Jahre 80-mal stärker wirkt als CO₂. „Pilze müssen in Modelle des unterirdischen Kohlenstoffkreislaufs und der Kohlenstoffspeicherung einbezogen werden“, warnen die Forscher. Während die Welt mit Methanemissionen durch Fracking zu kämpfen hat, könnte diese neu entdeckte biologische Aktivität die Bemühungen zur Quantifizierung und Eindämmung diffuser Emissionen erschweren.

Häufig gestellte Fragen

Was haben Wissenschaftler unter den Großen Seen entdeckt?

Sie fanden ein lebendiges Ökosystem aus felsenfressenden Pilzen, Bärtierchen, Nematoden und Parasiten, die 200–500 Meter tief im Antrim-Schiefer leben und seit 11.000 Jahren vollständig vom Sonnenlicht isoliert sind.

Wie überleben diese Organismen ohne Sonnenlicht?

Sie verlassen sich auf Chemolithoautotrophie – sie gewinnen Energie aus anorganischen Verbindungen im Schiefer – und bauen organischen Kohlenstoff ab, der im Gestein eingeschlossen ist. Einige könnten auch in symbiotischen Beziehungen mit methanogenen Archaeen leben.

Warum ist diese Entdeckung für den Klimawandel wichtig?

Die Aktivität dieser Organismen könnte den Abbau organischer Substanz im Schiefer beschleunigen und so bei der Erdgasförderung mehr Methan freisetzen. Dies muss in Klimamodelle einfließen.

Sind einige dieser Arten neu für die Wissenschaft?

Ja, von 689 identifizierten Pilzarten scheinen 13 völlig neu zu sein. Viele andere wurden noch nie in so tiefen, isolierten Umgebungen dokumentiert.