Die verborgene Volkszählung des Riffs: Wissenschaftler kartieren eine mikroskopische Welt, die niemand zuvor richtig gezählt hatte

Seit Jahren wird das Great Barrier Reef in bekannten Einheiten gemessen: Korallenbedeckung, Bleichereignisse, Tourismuszahlen und politische Versprechen. Nun haben Wissenschaftler eine weitaus weniger fotogene, aber wohl aufschlussreichere Ebene hinzugefügt: das Mikrobiom des Riffs. Mithilfe von DNA aus Meerwasserproben, die an 48 Riffen gesammelt wurden, haben Forscher ein mikroskopisches Ökosystem kartiert, das mehr als 360.000 verschiedene Viren und über 500 Bakterienarten umfasst, die zuvor nicht dokumentiert waren.

Die in Nature veröffentlichte Studie wurde von der University of Queensland und dem Australian Institute of Marine Science geleitet. Sie begann vor mehr als fünf Jahren und stützte sich auf Metagenomik, eine Methode, die DNA direkt aus der Umwelt liest, anstatt von Organismen, die im Labor gezüchtet wurden. Das ist wichtig, denn, wie die Forscher betonen, stellen sich die meisten Mikroben nicht artig für die Kultivierung in Petrischalen an. Sie bleiben hartnäckig unsichtbar, bis die Rechenleistung und Sequenzierungstechnologie aufholen.

Die Zahlen sind groß genug, um jede normale Volkszählung altmodisch erscheinen zu lassen. Das Team identifizierte 808.585 virale Genome, die sie schätzen zu 362.802 verschiedenen Viren gehören. Sie fanden auch 5.283 bakterielle und archaeale Genome, die 876 verschiedene Arten repräsentieren, darunter 584, die zuvor noch nie dokumentiert wurden. Philip Hugenholtz von der University of Queensland sagte, der Umfang sei angesichts der Weite der mikrobiellen Welt nicht überraschend, obwohl er zugab, dass die Anzahl der neuen Bakterienarten immer noch etwas unerwartet war.

Yun Kit Yeoh von AIMS beschrieb Mikroorganismen als einen entscheidenden Bestandteil des Riff-Ökosystems, da viele Photosynthese betreiben und marine Nahrungsketten speisen können. Einfach ausgedrückt sind dies keine dekorativen Flecken im Wasser. Sie helfen, Licht und Kohlendioxid in Sauerstoff umzuwandeln, ernähren Krill und anderes Zooplankton und bilden die Basis des Nahrungsnetzes, das größeres Meeresleben unterstützt. Das Riff ist, wie sich herausstellt, nicht nur eine spektakuläre Struktur, sondern auch eine hochorganisierte mikrobielle Ökonomie.

Der praktische Wert der Kartierung könnte ebenso bedeutsam sein wie die Zählung der Biodiversität. Die Forscher glauben, dass das Mikrobiom zu einem Überwachungsinstrument für die Riffgesundheit werden könnte, das hilft, Veränderungen im Zusammenhang mit Klimawandel, Hitzestress, Bleiche, menschlicher Aktivität und anderen Umweltstörungen zu erkennen. Yeoh sagte, mikrobielle Gemeinschaften können Probleme aufdecken, bevor der Schaden offensichtlich wird. Das ist die Art von Frühwarnsystem, die Politiker normalerweise angeblich wollen, obwohl sie oft weniger enthusiastisch sind, wenn es um konkrete Maßnahmen geht.

Derselbe Ansatz könnte auch dabei helfen zu identifizieren, ob in einer fischereifreien Zone gefischt wurde oder ob eine Schwermetallkontamination vorliegt. Hugenholtz sagte, dass die direkte Messung von Schwermetallen teuer ist, während das Ablesen ihrer Auswirkungen auf mikrobielle Gemeinschaften billiger ist. Die Forscher verwendeten die Long-Read-Sequenzierungstechnologie, die das gleichzeitige Lesen längerer DNA-Abschnitte ermöglicht und das Zusammensetzen des Puzzles erleichtert. In einem Bereich, der immer noch von Geduld, Rechenleistung und einer ordentlichen Portion Glück abhängt, ist das kein geringer Vorteil.

Eine Frage schwebt nun über der Entdeckung: Sind diese Arten einzigartig für das Great Barrier Reef, oder wurden sie einfach noch nicht anderswo gefunden? So oder so hat das Riff eine neue Art von Inventar erhalten. Es ist weniger farbenfroh als Korallen, aber auf lange Sicht könnte es nützlicher sein als eine weitere Runde von Reden über den Umweltschutz.

Geschrieben von Martina Kirchner martina.kirchner@alpineweekly.com