Wer frisst das Methan in anaeroben Sedimenten?

Überall dort, wo Methanquellen zu finden sind, ist der Meeresboden überzogen von chemosynthetischen Lebensgemeinschaften - Matten aus riesigen fadenförmigen Schwefelbakterien und massenhaften Ansammlungen einer besonderen Muschelsorte (Calyptogena, siehe Abbildung 1), die in ihren Kiemen kleine Schwefelbakterien als Symbionten, also quasi als "Untermieter" beherbergen. Diese Lebensgemeinschaften leben eindeutig vom Umsatz von Schwefelwasserstoff.Der Schwefelwasserstoff stammt aus der Umsetzung von Methan mit Sulfat.

Abb. 1: Calyptogena Gemeinschaft in natürlicher Position. Bild: Geomar, Originalkontext

In den methanhaltigen Sedimenten treten Archaebakterien auf, meist in Klumpen aus 100 und mehr Zellen (siehe Abbildung 2). Die Archaea gehören zu den ursprünglichsten Lebensformen auf der Erde. Sie wurden bisher vor allem an extrem heißen und meist auch sauren Standorten entdeckt. Diese Archaebakterien sind eng verwandt mit Methanogenen, also Methan-konsumierenden Mikroorganismen. Diese Zellklumpen sind stets von sulfatreduzierenden Bakterien umwuchert (Abbildung 2 zeigt die beiden durch Doppelfärbung sichtbar gemachten Populationen). Dies ist der stärkste Hinweis darauf, dass die Oxidation von Methan in den sauerstofffreien marinen Sedimenten durch ein "Konsortium" archealer Methan-Konsumierer und bakterieller Sulfat-Reduzierer erfolgt.

Abb. 2: Symbiose aus Archaebakterien (rot) und sulfatreduzierenden Bakterien (grün). Diese Aggregate bestehen aus durchschnittlich 100 Archaebakterien, die von ca. 200 sulfatreduzierenden Bakterien umwuchert sind. Ein solcher Komplex hat einen Durchmesser von durchschnittlich 2-3 Tausendstel Millimeter. Bild: Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie, Originalkontext