In Schlammvulkanen des Marianen-Vorarcs haben Forscher mikrobielles Leben unter extrem alkalischen Bedingungen nachgewiesen. Die Porenflüssigkeiten erreichen dort pH-Werte von bis zu 12,3 – vergleichbar mit Haushaltsbleiche. Herkömmliche DNA-Tests versagten aufgrund der geringen Biomasse, sodass das Team auf Lipidanalysen zurückgreifen musste.
Nachweis durch Membranlipide statt DNA
Ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Universität Bremen untersuchte Sedimentkerne aus zwei bisher unbekannten serpentinitischen Schlammvulkanen, die sie „Pacman“ und „Subetbia“ nannten. Die Proben wurden 2022 während der Expedition SO 292/2 mit dem deutschen Forschungsschiff Sonne gewonnen.
Serpentinische Schlammvulkane entstehen, wenn Meerwasser mit aufsteigendem Mantelgestein reagiert. Dieser als Serpentinisierung bekannte Prozess treibt den pH-Wert der umgebenden Flüssigkeit stark in den basischen Bereich. Während die Porenwässer in den Bohrkernen pH-Werte zwischen 7,6 und 9,4 aufwiesen, erreichten austretende Fluide an den Schlammvulkanen pH 12,3.
Da DNA unter diesen Bedingungen schnell zerfällt und die Biomasse extrem gering ist, blieben Standard-PCR-Methoden erfolglos. Stattdessen analysierten die Forscher intakte polare Lipide – fettartige Moleküle aus Zellmembranen. Sie fanden Archaeol, Hydroxyarchaeol und verschiedene Glyceroldialkylglyceroltetraether (GDGTs), die auf methan- und sulfatverarbeitende Archaeen und Bakterien hinweisen.
Überlebensstrategien unter Extrembedingungen
Die Lipidprofile zeigen, dass die Mikroben spezielle Membrananpassungen entwickelt haben, um der alkalischen Umgebung zu widerstehen. Die Studie dokumentiert einen Wechsel zwischen zwei Stoffwechselprozessen: hydrogenotrophe Methanogenese (Methanbildung aus Wasserstoff und Kohlendioxid) und anaerobe Oxidation von Methan gekoppelt mit Sulfatreduktion.
Laut Hauptautor Palash Kumawat handelt es sich um ein Ökosystem am Rande der Lebensfähigkeit. Die dominierenden Stoffwechselwege scheinen von der Verfügbarkeit chemischer Substrate in verschiedenen Tiefen und Zeiträumen abzuhängen, statt sich auf einen stabilen Zustand einzupendeln.
Die Ergebnisse zeigen, dass Leben selbst unter diesen extremen Bedingungen möglich ist. Die Studie liefert damit methodische Ansätze für die Erforschung anderer niederbiomassiger, hochalkalischer Umgebungen auf der Erde und möglicherweise auch anderswo im Sonnensystem.
- Quelle: Kumawat, P. et al. (2025). Lipid biomarkers reveal microbial life in hyperalkaline serpentinite mud volcanoes of the Mariana forearc. Communications Earth & Environment.
- Expeditionsdaten: SO 292/2, Forschungsschiff Sonne, 2022