Wissen auf einen Blick - Ozeane und Tiefsee

basierende Nachbildung
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Die Urmutter der Pflanzen
Cyanobakterien fangen Sonnenlicht
    Sehr viele Organismen im Meer können nur überleben, wenn sie anderes Leben fressen. Grundlage solcher Nahrungsketten aber müssen Organismen sein, die wachsen können, ohne anderes Leben zu verzehren. Heute sind das vor allem Organismen, die sich mithilfe von Sonnenenergie und verschiedenen Elementen der unbelebten Natur die Bausteine des Lebens selbst zusammenbasteln.
Sonnenfänger
    Diese Sonnenfänger aber entstanden einst im Meer. Dort schwammen wohl schon kurz nach Entstehen der Ozeane erste Bakterien, die sich aus verschiedenen Quellen ernährten. Manche gewannen Energie vermutlich durch den Umbau damals reichlich vorhandener chemischer Verbindungen in andere Moleküle. Andere Organismen nutzten vielleicht auch die Energie radioaktiver Strahlung.
    Kalkstücke beweisen frühes Leben
    Von den ersten Cyanobakterien sind wohl kaum Überreste erhalten geblieben. Allerdings fangen diese Bakterienkolonien Partikel aus dem Meerwasser ein, aus denen sich im Lauf der Jahre kleine Kalkbrocken bilden, die Geowissenschaftler Stromatolithen nennen. 3,43 Mrd. Jahre sind die ältesten vor Australien entdeckten Stromatolithen alt. Aber handelt es sich dabei tatsächlich um das Werk von Mikroorganismen? Schließlich könnten auch heiße Unterwasserquellen und unterseeische Vulkane ähnliche Kalkfelsen entstehen lassen. Als Forscher aber ein 10 km langes Riff aus diesen uralten Ablagerungen untersuchten, entdeckten sie sieben verschiedene Formen von Stromatolithen, die vermutlich an jeweils andere Bedingungen wie Wassertemperatur oder Strömungen angepasst waren. Eine solche Vielfalt aber können nur Mikroorganismen, kaum aber Unterwasserquellen schaffen
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    Einer dieser Organismen aber entwickelte im Lauf der Zeit ein ganz besonderes Biomolekül, das blaues und rotes Sonnenlicht einfängt und mit seiner Energie einfache Chemikalien herstellt. In einem weiteren Schritt verwenden solche Organismen diese chemische Energie zur Herstellung der Bausteine des Lebens. Einige dieser urtümlichen Sonnenfänger wie die Cyanobakterien leben noch heute. Diese verwenden nicht nur ein Chlorophyll genanntes Riesenmolekül, um Sonnenlicht einzufangen, sondern auch einen zweiten, noch effektiveren Lichtfänger, den die Biologen Phycobilin nennen. Mit seiner Hilfe können Cyanobakterien daher auch an Stellen wachsen, an denen für alle anderen Organismen zu wenig Licht einfällt.
Erste Symbiose
    Seit mindestens 3,43 Mrd. Jahren gibt es solche Cyanobakterien, die wie moderne Algen, Moose, Flechten und höhere Pflanzen Sonnenlicht, Kohlendioxid und Wasser in Biomoleküle umwandeln. In der Frühzeit der Erde aber gab es wohl auch Einzeller, die als Räuber lebten und Cyanobakterien fraßen. Einer dieser Räuber hat eines Tages ein Cyanobakterium zwar gefressen, aber nicht verdaut. Von dieser neuen Situation profitierten beide Partner: Die räuberische Zelle schützte das Cyanobakterium vor anderen Räubern und dieses lieferte seinem Wirt im Gegenzug Biomoleküle, die es aus Sonnenlicht gewann.
    Im Lauf der Jahrmillionen entwickelten sich aus diesen Cyanobakterien winzige Organe, die Biologen Chloroplasten nennen. Damit aber war eine erste Pflanzenzelle entstanden.

Mikroskopische Aufnahme von Cyanobakterien. Deren Vorfahren standen bei der Bildung der ersten Pflanzenzelle Pate
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Winzige Sauerstoffproduzenten
Das Phytoplankton
    Die heimlichen Herrscher der Ozeane sind mit bloßem Auge kaum zu erkennen. Nur wenn sie in Massen auftreten, überzieht ein grüner Schleier die Fluten. Ansonsten bleibt das im Wasser treibende Heer von mikroskopisch kleinen Algen und Bakterien meist unbemerkt. Doch so unscheinbar diese „Phytoplankton“ genannten Winzlinge auch sein mögen: Ohne sie würden sämtliche Nahrungsketten im Meer zusammenbrechen. Und so ganz nebenbei sorgen sie auch noch dafür, dass dem Planeten nicht die Luft ausgeht.
Lebende Solarkraftwerke
    Insgesamt produzieren die Meere der Welt jedes Jahr schätzungsweise 6 Mrd. t Phytoplankton. Die faszinierende Vielfalt dieser Lebewesen zeigt sich erst unter dem Mikroskop. Da schwimmen kleine Sterne neben glitzernden Kugeln und schmale Stäbchen neben blattförmigen oder igelartigen Gebilden. Allein von den auch als „Kieselalgen“ bekannten Diatomeen mit ihren glasartigen Schalen kennen Biologen mindestens 6000 verschiedene Arten. Dazu kommen