Ein hydrothermaler Schlot ist eine Öffnung im Meeresboden der Erde, durch die geothermische Energie entweicht. Meerwasser tritt ein, wird sehr heiß und steigt auf. Die heißesten tragen viele schwarze Chemikalien in sich und werden Black Smoker genannt. Wissenschaftler haben weniger weiße Raucher gefunden. An vielen Orten entweicht Wärme aus dem Untergrund. Wenn sie sich an Land befinden, handelt es sich in der Regel um heiße Quellen, Geysire oder Fumarolen. Viele Archaeen und Bakterien leben in der Nähe von hydrothermalen Schloten, die sich unter Wasser befinden. Sie beherbergen riesige Röhrenwürmer, Muscheln und Garnelen und viele andere Eukaryonten. Es wird angenommen, dass die frühesten bekannten Lebensformen in der Nähe solcher Schlote gelebt haben.
Tiefsee-Hydrothermalquelle
Biologische Gemeinschaften
Tiefseeorganismen haben keinen Zugang zum Sonnenlicht, so dass sie auf Nährstoffe in den chemischen Ablagerungen und hydrothermalen Flüssigkeiten angewiesen sind, in denen sie leben. Verglichen mit dem umgebenden Meeresboden weisen hydrothermale Schlotzonen jedoch eine 10.000 bis 100.000 Mal höhere Organismendichte auf.
Hydrothermale Schlot-Gemeinschaften sind in der Lage, so große Mengen an Leben zu erhalten, weil Schlot-Organismen auf chemosynthetische Bakterien als Nahrung angewiesen sind. Diese Bakterien verwenden Schwefelverbindungen, insbesondere Schwefelwasserstoff, eine Chemikalie, die für die meisten bekannten Organismen hochgiftig ist, um durch den Prozess der Chemosynthese organisches Material zu produzieren.
Die chemosynthetischen Bakterien wachsen zu einer dicken Matte, die andere Organismen wie Amphipoden und Copepoden anzieht, die die Bakterien direkt abweiden. Größere Organismen wie Schnecken, Garnelen, Krabben, Riesenröhrenwürmer, Fische und Tintenfische bilden eine Nahrungskette aus Raubtier- und Beutebeziehungen oberhalb der Primärkonsumenten.
Die Hauptgruppen von Organismen rund um die Öffnungen am Meeresboden sind Würmer, Schnecken und Krustentiere, mit großen Muscheln und "augenlosen" Garnelen, die den Großteil der nichtmikrobiellen Organismen ausmachen.
Röhrenwürmer bilden einen wichtigen Teil der Gemeinschaft um einen hydrothermalen Schlot. Sie nehmen Nährstoffe direkt in ihr Gewebe auf. Es gibt ungefähr 285 Milliarden Bakterien pro Unze Röhrenwurmgewebe.
Röhrenwürmer haben rote Federn, die Hämoglobin enthalten. Hämoglobin verbindet Schwefelwasserstoff und überträgt ihn auf die im Inneren des Wurms lebenden Bakterien. Im Gegenzug ernähren die Bakterien den Wurm mit Kohlenstoffverbindungen.
Andere Beispiele für die einzigartige Fauna, die dieses Ökosystem bewohnen, sind die Schneckenart Crysomallon squamiferum, eine Schneckenart mit einem durch Schuppen aus Eisen und organischen Materialien verstärkten Fuß, und der "Pompeji-Wurm" Alvinella pompejana, der Temperaturen bis zu 80°C (176°F) aushalten kann.
Über 300 neue Arten wurden an hydrothermalen Schloten entdeckt, viele von ihnen "Schwesterarten" anderer Arten in geographisch getrennten Schlotgebieten. Es wurde vorgeschlagen, dass es, bevor die nordamerikanische Platte den Mittelatlantischen Rücken überrollte, eine einzige biogeographische Schlotregion im östlichen Pazifik gab. Das spätere Reisehindernis begann die evolutionäre Divergenz der Arten an verschiedenen Orten. Die Beispiele konvergenter Evolution zwischen verschiedenen hydrothermalen Schloten werden als wichtige Stütze für die Theorie der natürlichen Auslese und der Evolution als Ganzes angesehen.
Eine Art phototrophes Bakterium wurde in der Nähe eines schwarzen Rauchers vor der Küste Mexikos in einer Tiefe von 2.500 m (8.200 ft) gefunden. Kein Sonnenlicht dringt so weit in die Gewässer ein. Stattdessen nutzen die Bakterien, die zur Familie der Chlorobiaceae gehören, den schwachen Schimmer des schwarzen Rauchers zur Photosynthese. Dies ist der erste in der Natur entdeckte Organismus, der ausschließlich ein anderes Licht als das Sonnenlicht für die Photosynthese nutzt.
Fragen und Antworten
F: Was ist ein hydrothermaler Schlot?
A: Ein hydrothermaler Schlot ist eine Öffnung im Meeresboden der Erde, durch die geothermische Energie entweicht.
Q: Was passiert, wenn Meerwasser in einen Hydrothermalschlot eintritt?
A: Meerwasser tritt in einen hydrothermalen Schlot ein, wird sehr heiß und steigt auf.
F: Was sind schwarze Raucher?
A: Die heißesten Schlote enthalten viele schwarze Chemikalien und werden als schwarze Raucher bezeichnet.
F: Was sind weiße Raucher?
A: Wissenschaftler haben weniger weiße Raucher als schwarze Raucher gefunden.
F: Welche anderen geothermischen Erscheinungen gibt es an Land?
A: Wenn sich geothermische Erscheinungen an Land befinden, handelt es sich meist um heiße Quellen, Geysire oder Fumarolen.
F: Welche Organismen leben in der Nähe von Hydrothermalquellen?
A: Viele Archaeen und Bakterien leben in der Nähe von hydrothermalen Schloten, die riesige Röhrenwürmer, Muscheln und Garnelen und viele andere Eukaryoten beherbergen.
F: Was glauben Wissenschaftler über die frühesten bekannten Lebensformen?
A: Wissenschaftler gehen davon aus, dass die frühesten bekannten Lebensformen in der Nähe von hydrothermalen Quellen gelebt haben.