Ursprung und Zusammensetzung von Tiefsee-Meeresschnee

Der Eintrag von organischem Material in die Tiefsee ist um Größenordnungen geringer als der gemessene Bedarf der Tiefseelebewesen. Das deutet auf ein fundamentales Problem in unserem Verständnis über das Funktionieren der Tiefsee hin. Aus früheren Arbeiten wissen wir, dass es einen relativ großen Pool an organischen Partikeln in der Tiefsee gibt, die nicht durch die Wassersäule sinken, sondern neutral tariert in den Wassermassen lateral transportiert werden und somit von Sedimentfallen nicht erfasst werden. Diese neutral tarierten Partikel sind der Fokus von DEPOCA. Wir werden den Ursprung und die Rolle dieser Partikel für den Stoffwechsel von Tiefseeorganismen klären und die Zusammensetzung der Mikroben und deren Aktivitäten auf diesen Partikeln untersuchen. Im Rahmen einer Forschungsfahrt im Nordatlantik werden sinkende und neutral tarierte Partikel gesammelt in den tiefen Wassermassen und chemisch und biologisch charakterisiert. Dabei werden modernste Techniken der Radiokarbonanalyse, molekulare und chemische Methoden verwendet und Stoffwechselratenmessungen durchgeführt. Diese Daten werden es ermöglichen die Rolle dieser neutral tarierten Partikel für die Tiefseeorganismen aufzuklären. Dies stellt einen wichtigen Schritt zur Klärung des Kohlenstoffbudgets der Tiefsee dar, des größten Lebensraumes unserer Erde.

Das Projekt untersuchte die Aktivität von Mikroorganismen im Nordatlantik wobei zwischen Partikel-anhaftenden und der Gesamtzahl und -aktivität der Bakterien unterschieden wurde. Während nur weniger als 1% oder Gesamtbakterienzahl sich an Partikel befindet, finden mehr als 10% der Bakterienbiomasseproduktion und 28% der Respirationsaktivität an Partikel statt. Das heisst, dass Partikel-assoziierte Bakterien überproportional an der Remineralisation von organischem Material beteiligt sind. Aufgrund der hohen respiratorischen Aktivität der Partikel-anhaftenden Bakterien ist ihre Wachstumseffizienz geringer als die freilebenden Bakterien. Die Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaft auf Partikel unterscheidet sich wesentlich von der der freilebenden Bakteriengemeinschaft. Weiters wurde die Atmungsaktivität einzelner Bakterienzellen in der Tiefsee unter den dort herrschenden Druckverhältnissen gemessen. Dabei zeigte sich, dass die Atmungsaktivität einzelner Bakterien von 200 m tiefe bis zu 2700 m Tiefe konstant bleibt, also nicht vom hydrostatischen Druck beeinflusst wird.