Asterinides sp., ein endemischer stygobiter Seestern aus einer Anchialin‑Höhle und seine Wechselwirkungen mit prokaryotischen Gemeinschaften

Leben in einer verborgenen Unterwasserwelt

Tief unter den touristischen Stränden der Insel Cozumel liegt eine ganz andere Welt: dunkle, geflutete Höhlen, in denen seltsame, blasse Tiere ohne Sonnenlicht überleben. Diese Studie untersucht ein solches Lebewesen, einen bislang unbenannten, höhlenbewohnenden Seestern, und die schleimigen mikrobiellen Teppiche, auf denen er lebt. Durch die Analyse dessen, was in diesen Matten lebt und was im Magen des Seesterns landet, zeigen die Forschenden, wie unsichtbare Mikroben größere Tiere ernähren und ein gesamtes verborgenes Ökosystem prägen können.

Eine Höhle zwischen Land und Meer

Die Untersuchungen fanden in El Aerolito statt, einem Anchialin‑Höhlensystem, das in Kalkstein auf der Insel Cozumel (Mexiko) eingeschnitten ist. Anchialinhöhlen sind mit Grundwasser gefüllt, das durch Poren und Tunnel im Gestein mit dem Meer verbunden ist. Wenn salziges Meerwasser und frischeres Grundwasser aufeinandertreffen, bilden sich unterscheidbare Schichten mit ungewöhnlicher Chemie, darunter hohe gelöste Salzgehalte und wenig bis gar kein Licht. Diese rauen, isolierten Bedingungen machen solche Höhlen zu „natürlichen Laboren“, in denen sich Arten auf einzigartige Weise entwickeln und oft nirgendwo sonst auf der Erde vorkommen.

Ein Seestern mit sehr lokalem Wohnsitz

Zu den auffälligsten Bewohnern von El Aerolito zählt Asterinides sp., ein kleiner, blasser Seestern, der bisher nur in wenigen Gängen dieser Höhle gefunden wurde. Er verbringt sein Leben an den Wänden in der tieferen, salzigen Wasserschicht, häufig mit seinem weichen Unterteil direkt auf dünnen Filmen mikrobieller Matten aufliegend. Da seine nahen Verwandten opportunistische Allesfresser sind, die durch Eversion — das Überstülpen ihres Magens über Nahrung — fressen, vermutete das Team, dass dieser Höhlen‑Seestern diese Matten als primäre Nahrungsquelle abweidet.

Probeentnahme des unsichtbaren Höhlenlebens

Arbeiten in engen, pechschwarzen Gängen erforderte technisches Höhlentauchen und neue Werkzeuge. Das Team sammelte vier Probentypen: Höhlenwasser, mikrobielle Matten von den Wänden, einen mit Matte bedeckten Fels und Mageninhalte von Seesternen. Um Darmmaterial zu gewinnen, ohne die Tiere zu schädigen, verwendeten sie eine speziell entwickelte Catcher Collection Chamber, die es dem Seestern erlaubte, seinen Mageninhalt behutsam in einen geschützten Behälter zu erbrechen. Im Labor extrahierten sie DNA aus den Bakterien dieser Proben und sequenzierten ein Markergens, um zu identifizieren, welche mikrobiellen Gruppen vorhanden waren und welche metabolischen Rollen sie im Kohlenstoff‑, Stickstoff‑ und Schwefelkreislauf spielen könnten.

Geteilte Mikroben und geteilte Chemie

Die Höhle beherbergte eine überraschend reiche und weitgehend unbekannte bakterielle Gemeinschaft, dominiert von einer Gruppe namens Proteobakterien und vielen Linien, die noch nicht bis zu benannten Gattungen klassifiziert sind. Mikrobielle Matten, Wasser und Seestern‑Regurgitate teilten mehrere Schlüsselgruppen von Bakterien, darunter Typen, die zuvor mit Schwefel‑ und Kohlenstoffprozessen in Verbindung gebracht wurden. Einige Bakterien traten nur im Seesternmagen auf, was auf eine besondere Beziehung zu seinem Verdauungssystem hindeutet. Bei dem Vergleich vorhergesagter metabolischer Funktionen zeigte sich, dass mikrobielle Matten und Mageninhalte einander ähnlicher waren als jeweils das umgebende Wasser. In allen drei Habitaten waren Mikroben, die Schwefel oxidieren und Kohlenstoff binden können — Prozesse, die in vollständiger Dunkelheit Energie erzeugen können — besonders wichtig.

Nahrungsnetze, Verschmutzung und Naturschutz

Setzt man diese Befunde zusammen, stützt die Studie die Idee, dass mikrobielle Matten eine Hauptnahrungsquelle für Asterinides sp. darstellen und Energie sowie Nährstoffe durch ihre dichten Zellen und klebrigen Sekrete liefern. Diese Sekrete können Metalle und Schadstoffe binden, was bedeutet, dass die Seesterne auch Kontaminanten aus oberirdischer Bebauung und nahegelegenen Straßen ausgesetzt sein könnten. Gleichzeitig unterstreicht der Nachweis so vieler wenig bekannter Mikroben, wie wenig über das Leben in Anchialinhöhlen verstanden ist. Indem die Arbeit die Ernährung eines Höhlenbewohners mit mikrobieller Aktivität verknüpft, bietet sie einen Rahmen für künftige Studien und hebt die Notwendigkeit hervor, diese fragilen, evolutiv einzigartigen Unterwasserwelten zu schützen.

Zitation: Solís-Marín, F.A., Vergara-Ovando, C., Rojas-Oropeza, M. et al. Asterinides sp. an endemic stygobitic seastar from an anchialine cave and its interactions among prokaryotic communities. Sci Rep 16, 5926 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36065-5

Schlüsselwörter: Anchialinhöhlen, Höhlen-Seestern, mikrobielle Matten, Grundwasserökosysteme, Schwefelkreislauf