Mikrobiell vermittelte Kohlenstoffnutzung durch einen Kaltwasserkorallenbewohner an Methanquellen

Leben in der Tiefe, gespeist von unsichtbarer Nahrung

Weit unterhalb des Lichts, auf dem dunklen Meeresboden vor Costa Rica, haben Wissenschaftler eine Koralle entdeckt, die die üblichen Regeln des Meereslebens zu verändern scheint. Statt sich nur auf winzige Partikel abgestorbener Planktonreste zu verlassen, die von der Oberfläche herabsinken, zapft diese Koralle eine verborgene Nahrungsquelle an, die von Bakterien geschaffen wird, die Methan und schwefelreiche Flüssigkeiten verwerten, die aus dem Meeresboden sickern. Zu verstehen, wie diese Koralle an einem so extremen Ort ihren Lebensunterhalt bestreitet, hilft zu erklären, wie Tiefseeökosysteme funktionieren und warum sie besonders anfällig für menschliche Störungen sein können.

Ein seltsames Zuhause auf einem undichten Meeresboden

Methanquellen sind Stellen, an denen Gase und Flüssigkeiten, reich an Methan und Schwefelwasserstoff, aus der Tiefe der Erde ins Meer entweichen. Diese Orte beherbergen lebhafte Gemeinschaften aus Würmern, Muscheln, Schalentieren und bakteriellen Matten, die ohne Sonnenlicht gedeihen und stattdessen von chemischer Energie leben. Die neu untersuchte Kaltwasserkoralle Swiftia sahlingi lebt auf einem Hügel namens Mound 12, rund einen Kilometer unter der Pazifikoberfläche vor Costa Rica. Anstatt sich sicher am Rand dieses chemisch harten Lebensraums aufzuhalten, findet man die Koralle oft mitten unter den klassischen Bewohnern der Quellen, sie wächst sogar auf großen Röhrenwürmern und Muschelbetten.

Kartierung, wo die Koralle zu leben wählt

Um das bevorzugte Revier dieser Koralle zu verstehen, setzte das Team ein autonomes Unterwasserfahrzeug mit Kameras und Sonar ein, um den Meeresboden zu untersuchen. Aus Zehntausenden von Bildern kartierten sie mehr als dreitausend Quadratmeter, auf denen diese Korallen vorkamen. Die meisten Kolonien — etwa vier von fünf — lagen in Zonen mit deutlichen Zeichen aktiver Austritte, wie Muscheln, Röhrenwürmern oder weißen bakteriellen Matten. Modellierungen des Lebensraums zeigten, dass das Vorhandensein von hartem Karbonatgestein als Verankerungspunkt entscheidend war, aber auch die Nähe zu Austrittsbewohnern, insbesondere Muscheln, stark vorhersagte, wo die Koralle wahrscheinlich gedeiht. Dieses Muster deutet darauf hin, dass die Koralle nicht nur alte, inaktive Felsen nutzt; sie setzt sich gezielt in Bereichen fest, in denen chemische Austritte andauern.

Dem Pfad des Kohlenstoffs folgen

Da wir Korallen in der Tiefsee nicht beim Fressen beobachten können, wandten sich die Forscher chemischen Hinweisen in ihren Geweben zu. Sie maßen die natürlichen Verhältnisse von Kohlenstoff- und Stickstoffisotopen in der Koralle und verglichen sie mit anderen nahegelegenen Korallen, die nicht direkt in Quellgebieten leben. Die quellassoziierte Swiftia sahlingi wies deutlich leichtere Kohlenstoffsignaturen auf, was mit Nahrung vereinbar ist, die letztlich von Bakterien stammt, die Methan oder Sulfid oxidieren, und nicht ausschließlich von oberflächlichem Plankton. Um dies weiter zu untersuchen, sammelten sie lebende Kolonien und inkubierten sie in Meerwasser, das mit Methan angereichert war, das mit einer seltenen Kohlenstoffform markiert war. Nach einer Woche zeigte eine Koralle aus einem aktiven Quellgebiet eine dramatische Verschiebung ihrer Kohlenstoffsignatur — ein klarer Beleg dafür, dass mikrobenverarbeiteter, methanabgeleiteter Kohlenstoff in die Biomasse der Koralle eingebaut worden war.

Verborgene Partner: Bakterien, die mit der Koralle leben

Das Team untersuchte zudem die mikrobielle Gemeinschaft der Koralle durch Sequenzierung bakterieller DNA aus ihrem Gewebe. Sie fanden, dass schwefeloxidierende Bakterien dominierten und in manchen Fällen mehr als 90 Prozent aller nachgewiesenen Bakterien ausmachten. Viele gehörten zu Gruppen, die bereits dafür bekannt sind, andere Tiefseetiere an Quellen und Schloten zu versorgen. In zwei Korallenkolonien waren auch Bakterien, die Methan oxidieren, in hoher Zahl vorhanden. Auffällig war, dass die Koralle, die in dem Inkubationsexperiment das markierte Methan aufgenommen hatte, den höchsten Anteil dieser methanverwertenden Mikroben beherbergte. Die Mischung aus schwefel- und methanverbrauchenden Bakterien und ihre unterschiedlich starke Präsenz von Koralle zu Koralle deutet auf eine flexible Partnerschaft hin, in der Mikroben ihrem Wirt auf verschiedenen Wegen beim Ernähren helfen können.

Warum dieser flexible Lebensstil wichtig ist

Zusammen ergeben Kartierung, Isotopenmessungen, Experimente und DNA-Analysen ein Bild von Swiftia sahlingi als eine Koralle mit gemischter Ernährungsweise, die Energie sowohl aus herabfallender Oberflächennahrung als auch aus Bakterien gewinnt, die Quellchemikalien in nutzbaren Kohlenstoff umwandeln. Diese flexible Strategie könnte der Koralle erlauben, Gebiete zu besiedeln, die man bisher für zu extrem hielt, wodurch sich die möglichen Lebensräume für Kaltwasserkorallen erweitern und mehr Tiefseebiodiversität unterstützt wird. Gleichzeitig verdeutlicht sie, wie abhängig diese Ökosysteme von empfindlichen chemischen und mikrobiellen Prozessen sind, die durch Aktivitäten wie Tiefseebergbau, Schleppnetzfischerei oder Bohren gestört werden könnten. Die Anerkennung dieser verborgenen Partnerschaften ist ein wichtiger Schritt, um das wenig bekannte, aber eng vernetzte Leben der Tiefsee zu schützen.

Zitation: Stabbins, A., Goffredi, S., Gasbarro, R. et al. Microbially mediated carbon utilization by a cold-water coral inhabiting methane seeps. Sci Rep 16, 9603 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-025-32153-0

Schlüsselwörter: Methanquellen, Kaltwasserkorallen, chemosynthetische Mikroben, Tiefseeökosysteme, Symbiose