Filigrane Gewächshäuser in den Gezeiten

14. Februar 2012, 20:04
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Paläontologen untersuchen Foraminiferen, maritime Einzeller, die in perfekter Symbiose mit anderen Kleinstlebewesen gedeihen

Die Vielfalt ist beeindruckend. Ihre Gehäuse sind spindelförmig oder kreisrund, manche sehen aus wie Sternchen, andere wie Miniatur-Schneckenhäuser. Im Inneren finden sich filigrane Kammerstrukturen. Einige dieser Gebilde sind mikroskopisch klein, es gibt aber auch welche im Handtellerformat. Ein faszinierender Formenreichtum. Und die Baumeister dieser kleinen Wunderwerke sind - man mag es kaum glauben - allesamt Einzeller. Oder genauer gesagt: Foraminiferen.

Johann Hohenegger, Paläontologe an der Universität Wien, studiert diese bemerkenswerten Kreaturen schon seit vielen Jahren. Sein besonderes Interesse gilt dabei den am Boden lebenden Arten mit großen Gehäusen, die sogenannten benthischen Großforaminiferen. Sie kommen vor allem in tropischen und subtropischen Meeresgebieten vor.

Leben in der "blauen Wüste"

Plankton, frei im Wasser schwebende Kleinstlebewesen, ist dort Mangelware, weil das klare Wasser in der Regel nährstoffarm ist. Biologen nennen solche Gewässer deshalb auch "blaue Wüsten". Doch die Großforaminiferen haben schon vor ein paar hundert Millionen Jahren einen Weg gefunden, um darin bestens gedeihen zu können.

Das Erfolgsrezept: Sie sind Symbiosen mit einzelligen Algen eingegangen. Je nach Spezies und Lebensraum beherbergen die Foraminiferen in ihren Gehäusen Rotalgen, Grünalgen, Dinoflagellaten oder Diatomeen. Diese Mikro-Pflanzen produzieren wie ihre großen Verwandten an Land mittels Photosynthese Zucker. Meist sogar viel mehr, als sie selbst benötigen. "Die Symbionten geben bis zu 80 Prozent ihrer Kohlenhydratproduktion ab", sagt Hohenegger. Das haben sich die Foraminiferen zunutze gemacht.

Um den Zuckerproduzenten beste Wachstumsbedingungen bieten zu können, sind die Foraminiferengehäuse mit ihren Kammern stark auf deren Bedürfnisse hin konstruiert. Die Außenwände sind aus hauchdünnem, glasklarem Kalk. Wie Gewächshäuser eben. Bei Spezies, die im tieferen, lichtarmen Wasser leben, befinden sich an der Oberfläche zudem seltsame Verdickungen. Sie funktionieren praktisch wie Sonnenkollektoren, erklärt Hohenegger.

Die Papillen und Knoten verhindern eine Reflexion des diffusen Lichts und sorgen so dafür, dass mehr davon zu den Algen im Inneren gelangt. Die Raffinesse steckt auch hier wieder im Detail.

Natürlich müssen die einzelligen Gärtner ihre Pflanzen auch düngen. Die Algen leiden in den Tropen ebenfalls unter Nährstoffmangel, doch ihre Wirte, die Foraminiferen, sind in der Lage, organische Partikel aufzusammeln. Diesen "Detritus" setzen sie anschließend über ihren Stoffwechsel um und machen den darin enthaltenen Stickstoff und Phosphor für ihre Gewächse verfügbar. Eine perfekte Versorgung.

Erdölspeicher und Strände

Trotz ihrer geringen Größe sind Foraminiferen für den Menschen durchaus von Bedeutung. In bestimmten erdgeschichtlichen Epochen wie zum Beispiel dem Alttertiär vor etwa 50 Millionen Jahren gab es in den Weltmeeren riesige, warme Flachwasserbereiche - ideale Lebensräume für Foraminiferen. Ihre Gehäuse bildeten damals mächtige Ablagerungen wie den berühmten Nummulitenkalk, aus dem die ägyptischen Pyramiden gebaut wurden. Diese Kalksandsteine sind auch die wichtigsten Speicher für Erdöl und Erdgas in Nordafrika und dem Nahen Osten.

Dass die weißen Tropenstrände ebenfalls bis zu 90 Prozent aus Foraminiferenskeletten bestehen, ist den begeisterten Urlaubern meist unbekannt. Diese Gehäuse stammen zum größten Teil von Einzellern, die auf der Oberseite von Korallenriffen leben. Ihre Behausungen verfügen sogar über spezielle Stacheln, mit denen sie sich im Substrat verankern. "Da kann der stärkste Taifun drübergehen, die werden nicht fortgerissen", berichtet Hohenegger. Wenn allerdings die Korallen verschwinden, dann fehlen auch die Foraminiferen und bald auch der Sandstrand. Mit erheblichen Konsequenzen für Küstenschutz und Tourismus.

Für die Wissenschaft sind die winzigen Glashausgärtner eine wahre Fundgrube. Der Aufbau ihrer Gehäuse, ob fossil oder rezent, gibt Aufschluss über das Klima und andere vorherrschende ökologische Bedingungen. Doch ihre Struktur ist schwierig zu untersuchen. Deshalb haben Johann Hohenegger und sein Expertenteam mit finanzieller Unterstützung des österreichischen Forschungsfonds FWF damit begonnen, die faszinierenden Gebilde mittels Mikro-Computertomografie, einer extrem präzisen Röntgentechnik, die eine dreidimensionale Darstellung des "Innenlebens" ermöglicht, zu durchleuchten. Eine Weltpremiere. "So bekommen wir Information für die Ozeanographie der Zukunft", schwärmt Hohenegger. (DER STANDARD, Printausgabe, 15.02.2012)

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    Die Baumeister dieser hauchdünnen Bauwerke sind Foraminiferen, die seit Urzeiten in den Ozeanen existieren. Diese hier sind rund 34 Millionen Jahre alt und stammen aus dem heutigen Tanzania.

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