Eine umfassende Untersuchung von Mikroorganismen stützt die Annahme, dass die Blutfälle in der Antarktis von einem alten Meerwasserreservoir unter dem Taylor-Gletscher gespeist werden. Das Team um Angela Zoumplis von der University of California in San Diego analysierte 167 Wasser-, Sediment- und Luftproben aus den McMurdo-Trockentälern. An der Gletscherzunge entdeckten die Forschenden eine Lebensgemeinschaft mit auffällig engem Bezug zu Meeresorganismen, während in der Umgebung vor allem Süßwasser- und Landpopulationen vorkamen. Die im Fachjournal „Nature Geoscience“ veröffentlichte Studie liefert damit neue molekulare Hinweise auf die Herkunft der eisenreichen Salzlösung.
- Das Team untersuchte insgesamt 167 Proben aus Wasser, Sediment und Luft.
- Der Anteil der mit nahen Meeresproben übereinstimmenden Eukaryoten lag an der Gletscherzunge bei 9,34 Prozent, an anderen Standorten der Trockentäler bei 1,15 Prozent.
- Die rote Färbung der Blutfälle entsteht durch Eisenoxid im austretenden Salzwasser.
- Die Ergebnisse sprechen dafür, dass Meerwasser einst unter dem Taylor-Gletscher eingeschlossen wurde.
Die Lebensgemeinschaft trägt eine marine Signatur
Die Blutfälle treten am Ende des Taylor-Gletschers nahe dem McMurdo-Sund aus und fließen in den vereisten Bonneysee. Ihre auffällige dunkelrote Farbe ist seit Langem erklärt: Eisenreiches Salzwasser gelangt aus dem Untergrund an die Oberfläche, wo Eisenoxid die Färbung hervorruft. Weniger eindeutig war bislang, woher die unter dem Eis gespeicherte Salzlösung ursprünglich stammt.
Mit verschiedenen genetischen Verfahren bestimmten Zoumplis und ihr Team sowohl Eukaryoten – Organismen, deren Zellen einen Zellkern besitzen – als auch Prokaryoten. Zu den nachgewiesenen Gruppen gehörten Dinoflagellaten, Wimperntierchen und Kieselalgen. Solche genetischen Vergleiche erlauben es, nicht nur einzelne Arten zu erfassen, sondern die Zusammensetzung ganzer mikrobieller Gemeinschaften an unterschiedlichen Probenorten gegenüberzustellen.
Gerade an der Gletscherzunge, wo die Blutfälle austreten, ähnelte die mikrobielle Gemeinschaft deutlich stärker marinen Proben als an anderen untersuchten Orten der Trockentäler.
Bei zahlreichen Eukaryoten, darunter Kieselalgen, ließ sich eine Abstammung von Meereslebewesen erkennen. Andere Mikroorganismen könnten dagegen durch den Wind in das Gebiet gelangt sein. Nach Einschätzung der Forschenden reicht moderner Windtransport allein jedoch wahrscheinlich nicht aus, um die Ansammlung mariner Mikroorganismen am Ende des Taylor-Gletschers zu erklären.
Meerwasser blieb unter dem vorrückenden Gletscher zurück
Die Ergebnisse passen zu einem bereits zuvor entwickelten geologischen Modell: Als es vor Jahrmillionen weniger Polareis gab und der Meeresspiegel höher lag, drang Meerwasser in das beckenförmige Taylor Valley ein. Mit sinkenden Temperaturen und fallendem Meeresspiegel rückte der Taylor-Gletscher über das Tal vor. Das Wasser konnte nicht abfließen und blieb als Salzreservoir unter dem Eis eingeschlossen.
Während der sommerlichen Schmelzperiode tritt ein Teil dieser eisenreichen Salzlösung an den Blutfällen aus und trifft auf Süßwasser aus umliegenden Gletschern. Dadurch entsteht ein wechselhafter Lebensraum, in dem Organismen mit sehr unterschiedlichen Bedingungen zurechtkommen müssen.
Einige Mikroben überdauern die extreme Umgebung mithilfe widerstandsfähiger Lebensstadien. Die Meereskieselalge Chaetoceros socialis kann etwa von einer aktiven Zelle in ein Sporenstadium wechseln, das mindestens neun Monate lebensfähig bleibt.
Mikroben werden zu Spuren früherer Umweltveränderungen
Die Studie bedeutet, dass nicht nur Gestein und Wasserchemie, sondern auch heutige Mikroorganismen Hinweise auf die geologische Vergangenheit einer Landschaft bewahren können.
Für die Erforschung der Polarregionen heißt das: Die Zusammensetzung mikrobieller Gemeinschaften kann dabei helfen, nachzuvollziehen, wie Ökosysteme große Veränderungen von Meeresspiegel, Eis und Wasserverfügbarkeit überstanden haben. Sie beweist allerdings noch nicht, wann das Reservoir vom Ozean getrennt wurde. Genauere Untersuchungen der Organismen könnten diese zeitliche Einordnung künftig verbessern und damit weitere Einblicke in die Entwicklung der antarktischen Landschaft liefern.
Welche Rolle sollten mikrobielle Spuren künftig bei der Rekonstruktion der antarktischen Vergangenheit spielen? Teilen Sie Ihre Einschätzung.
