In Südafrika gelegene mikrobielle Gemeinschaften, bekannt als Mikrobenolithen, sehen aus wie grüne Felsen, sind jedoch lebendig. Untersuchungen, die in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurden, zeigen, dass diese „Steine“ zu den ältesten Lebensformen auf unserem Planeten gehören und schneller wachsen als bislang vermutet.

Über die Mikrobenolithen

Mikrobenolithen bestehen aus mikrobiellen Matten, die Kalziumkarbonat ablagern. Obwohl sie vor Millionen von Jahren während der kambrischen Explosion, einem Zeitraum, der durch eine rasche und massenhafte Diversifizierung des Lebens vor etwa 541 Millionen Jahren gekennzeichnet ist, die Erde beherrschten, begannen konkurrenzfähigere Lebensformen, diese „lebenden Felsen“ auf Orte mit extremen Bedingungen zu beschränken, oft mit überhöhter Salinität, die für andere Lebensformen unbewohnbar sind.

Neueste Erkenntnisse über Mikrobenolithen

Im Allgemeinen sind Mikrobenolithen für das Studium der Erdvergangenheit von Bedeutung, jedoch wenig relevant für das gegenwärtige Leben, da sie meist inaktiv geblieben sind, um zu überleben. Eine neue Studie widerlegt jedoch diese Annahme, indem sie berichtet, dass sie schnell Felsen bilden und dabei erhebliche Mengen Kohlenstoff absorbieren.

„Diese alten Formationen, von denen viele glauben, dass sie ausgestorben sind, sind lebendig und gedeihen an extremen Standorten. Statt „lebenden Fossilien“ haben wir herausgefunden, dass diese Strukturen aus robusten, schnell wachsenden mikrobiellen Gemeinschaften bestehen“, erklärte Dr. Rachel Sipler von der Rhodes-Universität.

Wachstumsrate und Kohlenstoffspeicherung

Dr. Sipler und ihre Kollegen dokumentierten das Wachstum von vier Gemeinschaften im Südosten Südafrikas. Die Forschung ergab, dass diese Lebewesen so viel Kalziumkarbonat ablagern, dass sie mit einer Rate von bis zu 23 Millimetern pro Jahr wachsen könnten, was deutlich schneller ist als bei ähnlichen Organismen weltweit. Dieser Prozess wird jedoch durch die Erosion in der Region beeinträchtigt.

Die Studie registrierte zudem, dass die Felsen, die von diesen Organismen gebildet werden, so dicht sind, dass sie zwischen 9 und 16 Kilogramm Kohlendioxid pro Quadratmeter und Jahr speichern können. Dies ist Hunderte oder sogar Tausende Male mehr als bei anderen Mikrobenolithen weltweit und weitaus mehr als in etablierten tropischen Wäldern.

Die Rolle der Mikrobenolithen im Kohlenstoffhaushalt

Die Wissenschaftler weisen ferner darauf hin, dass Formationen wie Wälder und Sümpfe ihrem Kohlenstoff durch Brände verlieren können, was bei den „lebenden Felsen“ nicht der Fall ist. Das von diesen Organismen abgelagerte Kalzium kann Milliarden von Jahren überdauern, wie in kalkhaltigen Provinzen zu sehen ist, die vor 2,8 Milliarden Jahren von Vorfahren der Mikrobenolithen gebildet wurden und bis heute einen erheblichen Teil des damaligen Kohlenstoffs speichern.

Herausforderungen bei der Kohlenstoffabsorption

Trotz der positiven Entdeckungen gibt es einige Faktoren, die das Verständnis dieser Organismen als perfekte Lösung zur Absorption von Kohlenstoff aus der Atmosphäre beeinträchtigen. Die untersuchten Mikrobenolithen leben in Gebieten mit „hartem“ Wasser, das reich an Kalzium ist, was den Zugang zu verschiedenen Komponenten erleichtert, die für die Umwandlung von Kohlendioxid in Kalziumfelsen erforderlich sind.

Darüber hinaus wäre eine Fläche von etwa 40 Millionen Quadratmetern dieser Felsen notwendig, um lediglich das Kohlendioxid zu kompensieren, das die Menschheit emittiert. Dies würde eine Fläche erfordern, die mehr als viermal so groß ist wie Brasilien.

Weitere Entdeckungen

Ungeachtet dieser Einschränkungen waren die Forscher beeindruckt von diesen Organismen. „Die hier vorkommenden Systeme wachsen unter einigen der widrigsten und variabelsten Bedingungen. Sie können innerhalb eines Tages austrocknen und am nächsten Tag wieder wachsen. Ihre Resilienz ist erstaunlich“, sagte Sipler.

Wie diese Organismen wachsen, ist bemerkenswert. Man weiß, dass die chemische Reaktion, die sie durchführen, Energie benötigt, die bislang als ausschließlich von Sonnenlicht stammend angesehen wurde, ähnlich der Photosynthese. Die Forschung zeigt jedoch, dass die Mikrobenolithen auch nachts Kohlenstoff aus der Atmosphäre aufnehmen, und zwar in einem Maß von etwa 80 % weniger, was darauf hindeutet, dass eine chemische Reaktion die andere anregt.