Hawaiis vulkanische Umgebungen enthalten eine reiche Palette mysteriöser Mikroben, wie neue Forschungen diese Woche ergeben haben. Wissenschaftler sagen, dass in den Lavahöhlen der Inseln und anderen Strukturen, die durch vulkanische Aktivität entstanden sind, einzigartige, vielfältige und noch nicht charakterisierte Gemeinschaften von Bakterien leben. Die Ergebnisse zeigen, dass es noch viel zu lernen gibt über das Leben unter einigen der extremsten Bedingungen auf der Erde.

Forscher an mehreren Universitäten und der NASA arbeiteten für die Studie zusammen, die war veröffentlicht Donnerstag in Frontiers in Microbiology. Sie untersuchten Proben, die an 70 Orten entlang der Big Island von Hawaii, der größten Insel des hawaiianischen Archipels, gesammelt wurden. Diese Seiten enthalten Höhlen, Röhren und Fumarolen, das sind Öffnungen oder Schlote, durch die vulkanische Gase und Wasser entweichen können. Sie analysierten und sequenzierten die in den Proben gefundene RNA und konnten so eine grobe Karte der dort lebenden Bakteriengemeinschaften erstellen.

Einige dieser Gebiete, insbesondere solche mit anhaltender geothermischer Aktivität, sind die unwirtlichsten Orte der Welt, da sie unglaublich heiß und voller Chemikalien sind, die für die meisten Lebewesen giftig sind. Das Forschungsteam erwartete daher, an den Standorten mit diesen extremen Bedingungen eine relativ geringe Vielfalt an Leben zu finden. Die Forscher fanden heraus, dass ältere Höhlen und Röhren, die vor über 500 Jahren entstanden sind, eine größere Bakterienvielfalt aufwiesen. Aber zu ihrer Überraschung waren sogar die aktiven geothermischen Quellen mit einer Vielzahl von Bakterien gefüllt. Und im Vergleich zu den anderen Standorten schienen die Bakteriengemeinschaften in diesen raueren Lebensräumen auch komplexer darin zu sein, wie sie miteinander interagierten.

„Dies führt zu der Frage, ob extreme Umgebungen dazu beitragen, interaktivere mikrobielle Gemeinschaften zu schaffen, in denen Mikroorganismen stärker voneinander abhängig sind?“ sagte Studienautorin Rebecca Prescott, Forscherin am NASA Johnson Space Center und der University of Hawaii, in einem Aussage. „Und wenn ja, was hilft an extremen Umgebungen dabei, dies zu schaffen?

Die an diesen Orten gefundenen Bakterien überlappten sich auch selten, was bedeutet, dass diese Umgebungen ihre eigenen einzigartigen mikrobiellen Welten zu beherbergen scheinen, wobei mindestens Tausende unbekannter Arten zu identifizieren sind. Insbesondere eine Gruppe von Bakterien, bekannt als Chloroflexi, könnte jedoch besonders einflussreich sein, da sie häufig in verschiedenen vulkanischen Gebieten gefunden wurden und mit vielen anderen Organismen zu interagieren schienen. Und es ist möglich, dass sie ein Beispiel für eine „Hub-Spezies“ sind – Mikroben, die für die Struktur und Funktion ihrer Gemeinschaften lebenswichtig sind.

„Diese Studie weist auf die Möglichkeit hin, dass ältere Bakterienstämme wie der Chloroflexi-Stamm wichtige ökologische ‚Jobs‘ oder Rollen haben könnten“, sagte Prescott. „Die Chloroflexi sind eine äußerst vielfältige Gruppe von Bakterien mit vielen verschiedenen Rollen, die in vielen verschiedenen Umgebungen zu finden sind, aber sie sind nicht gut untersucht, und daher wissen wir nicht, was sie in diesen Gemeinschaften tun. Einige Wissenschaftler nennen solche Gruppen ‚mikrobielle dunkle Materie‘ – die unsichtbaren oder unerforschten Mikroorganismen in der Natur.“

Diese Art von genetischen Probenahmestudien kann einen breiten Überblick über die Bakterienwelt geben, die an einem bestimmten Ort gefunden wird, aber keine detaillierteren Informationen über einzelne Arten oder die Rolle, die sie in ihren winzigen Nachbarschaften spielen. Die Wissenschaftler sagen daher, dass weitere Forschung erforderlich ist, um das Geheimnis dieser vulkanischen Bewohner zu entschlüsseln. Mit der Zeit könnte das, was wir lernen, für unser Verständnis darüber relevant sein, wie das Leben auf der Erde oder sogar auf dem Mars begann, da diese Umgebungen möglicherweise das engste existierende Analogon zu dem sind, wie die Planeten vor langer Zeit aussahen.