Tiefsee- und Benthosökologie

Jenseits der Reichweite des Sonnenlichts beherbergt der tiefe Meeresboden vielfältige Gemeinschaften, die von sinkendem Detritus oder, an hydrothermalen Quellen, ausschließlich von chemischer Energie leben – was die Annahme widerlegt, dass alles Leben letztlich von der Sonne abhängt.

Definition

Benthische Ökologie ist die Untersuchung von Organismen, die auf oder im Meeresboden leben, und deren Interaktionen; Tiefseeökologie konzentriert sich auf Gemeinschaften des tiefen Ozeans und Meeresbodens, einschließlich jener, die durch Chemosynthese erhalten werden.

Scope

Dieses Thema behandelt die Umweltbedingungen der Tiefsee (Kälte, Dunkelheit, hoher Druck), die Struktur und überraschende Vielfalt benthischer Gemeinschaften, die Nahrungsversorgung durch sinkende Partikel sowie chemosynthetische Ökosysteme an hydrothermalen Quellen und kalten Sickerstellen, wo das Leben eher durch chemische als durch solare Energie angetrieben wird.

Core questions

• Wie kommen Organismen mit der Kälte, Dunkelheit und dem erdrückenden Druck der Tiefsee zurecht?
• Welche Nahrungsquellen unterstützen tiefe benthische Gemeinschaften fernab der produktiven Oberfläche?
• Warum ist die Biodiversität der Tiefsee höher als einst erwartet?
• Wie gewinnen chemosynthetische Gemeinschaften an Quellen und Sickerstellen Energie ohne Sonnenlicht?

Key theories

Nahrungsbegrenzung und der Partikelregen

Das meiste Tiefseeleben hängt vom langsamen Absinken organischer Partikel von der Oberfläche ab, daher steuern Menge und Zeitpunkt dieser Nahrungsversorgung die benthische Abundanz und Gemeinschaftsstruktur stark.

Chemosynthese an Quellen und Sickerstellen

An hydrothermalen Quellen und kalten Sickerstellen oxidieren Mikroben reduzierte Chemikalien wie Schwefelwasserstoff, um Kohlenstoff zu fixieren, wodurch dichte Tiergemeinschaften unabhängig von der Photosynthese unterstützt werden.

Mechanisms

In den meisten Teilen der Tiefsee sind die Gemeinschaften auf einen spärlichen Regen organischer Partikel von der Oberfläche angewiesen, wobei die Häufigkeit abnimmt, wenn die Nahrungsversorgung mit der Tiefe und der Entfernung von produktiven Gewässern abnimmt. An hydrothermalen Quellen oxidieren chemosynthetische Bakterien die Chemikalien der Quellen, um Kohlenstoff zu fixieren, oft als Symbionten in Tieren wie Röhrenwürmern, wodurch reiche Gemeinschaften in Abwesenheit von Licht erhalten werden.

Clinical relevance

Tiefsee-Ökosysteme sind zunehmend durch Schleppnetzfischerei, den Abbau von Meeresbodenmineralien und klimabedingte Veränderungen der Oberflächenproduktivität bedroht; Vent-Organismen und ihre Enzyme sind auch von biotechnologischem Interesse, und das Verständnis dieser sich langsam erholenden Gemeinschaften ist zentral für den Schutz der Tiefsee.

History

Lange Zeit als nahezu leblos angesehen, zeigte sich die Tiefsee durch Probenahmen Mitte des 20. Jahrhunderts (Hessler und Sanders) als unerwartet vielfältig; die Entdeckung hydrothermaler Quellgemeinschaften am Galapagos-Rift im Jahr 1977 und der Nachweis der chemosynthetischen Symbiose revolutionierten die Ansichten über die Möglichkeiten des Lebens.

Key figures

• Robert Hessler
• Howard Sanders
• Colleen Cavanaugh

Seminal works

• gageTyler1991
• vanDover2000

Frequently asked questions

Was fressen Tiere in der Tiefsee?

Die meisten sind auf organische Partikel angewiesen, die von der sonnenbeschienenen Oberfläche absinken, ergänzt durch gelegentliche große Nahrungsfälle wie tote Wale; an hydrothermalen Quellen sind die Gemeinschaften stattdessen von Mikroben abhängig, die chemische Energie gewinnen.

Wie kann Leben an hydrothermalen Quellen ohne Sonnenlicht existieren?

Spezialisierte Bakterien führen Chemosynthese durch, indem sie die Energie in Chemikalien wie Schwefelwasserstoff nutzen, um organische Materie aufzubauen, die dann die Vent-Tiere ernährt, von denen viele diese Mikroben in ihren Körpern beherbergen.