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Alge des Jahres 2017: Die Blaugrüne Felskugel fühlt sich in den Poren von Sandstein und Granit pudelwohl

Unter dem Mikroskop werden die einzelligen Felskugeln der Art Chroococidiopsis cubana sichtbar, die von Gallerthüllen umgeben sind. Die Gallerthüllen schützen das Cyanobakterium vor extremer Austrocknung und übermäßiger Sonneneinstrahlung. Foto: Tatyana Darienko, Universität Göttingen (SAG-Nr. 39.79)

Der nur wenige Tausendstel Millimeter große Einzeller erschließt viele Lebensräume, indem er zur Verwitterung beiträgt

Die Blaugrüne Felskugel Chroococidiopsis ist zur Alge des Jahres 2017 gekürt worden. Der Einzeller lebt an extremen Standorten wie zum Beispiel in den Poren von Steinen und erschließt lebensfeindliche Orte für neue Nahrungsketten. Der nur wenige Tausendstel Millimeter große Einzeller bildet 3-5 mm unter der Gesteinsoberfläche eine gut
sichtbare, blaugrüne bis grünbraune, ca. 1 mm dicke Schicht.

Heutzutage werden die Blaualgen üblicherweise zu den Cyanobakterien gezählt. Ihre Besonderheit ist, dass sie Photosynthese betreiben. Für diese Einzeller, die durch ihre Stoffwechselprozesse das Leben auf der Erde erst möglich gemacht haben, interessieren sich Ökologen, Biotechnologen, Wüsten- und Weltraumforscher.

In den obersten Millimetern von Gesteinen lebt die Blaugrüne Felskugel (siehe Pfeile). Es handelt sich hier um einen Sandstein aus der Beacon-Felsformation in der Antarktis. Foto: Burkhard Büdel, TU Kaiserslautern

Die winzige Alge verträgt nicht nur hohe und niedrige Salzkonzentrationen oder UV-Strahlung, sondern verkraftet auch ein breites Temperaturspektrum. „Wir haben Chroococidiopsis sowohl in den obersten drei bis vier lichtdurchlässigen Millimetern in Granit, Marmor und Sandsteinen als auch in den trockenen Böden der Wüsten oder in heißen Quellen gefunden“, sagt Prof. Dr. Burkhard Büdel von der TU Kaiserslautern, der seit mehr als 30 Jahren über den Einzeller forscht.

Außerdem übersteht die Blaugrüne Felskugel Wassermangel ausgezeichnet. So kann sie sogar dann noch überleben, wenn sie wegen Austrocknung an nur fünf bis sechs Tagen im Jahr aktiv sein kann, schildert Büdel. Benetzt man dann den Winzling wieder mit Wasser, sind die Photosynthesepigmente nach nur 15 Sekunden wieder aktiv; nach weiteren 10 bis 20 Minuten läuft die gesamte Photosynthesemaschinerie wieder.

„Da die Blaugrüne Felskugel den Stickstoff der Luft aufnehmen und in eigene Zellsubstanz, Ammonium, umwandeln kann und sogar Phosphor aus abgestorbenen Zellen recyceln kann, stellt sie lebenswichtige Elemente an ansonsten nährstoffarmen Orten zur Verfügung“, erklärt Büdel.

Auf die Alge folgen dann nach und nach andere Organismen und langsam entwickeln sich so auch an unwirtlichen Orten belebte Bodenkrusten. Deshalb wird sie in der Ökologie zu den Bodenbildnern gezählt.

Im der Wüste Namib findet man Quarzsteine, unter denen Blaugrüne Felskugeln vorkommen. Sie profitieren von gemäßigten Temperaturen und Verdunstungswasser aus dem Boden, welches sich an der Unterseite der Quarzkiesel niederschlägt. Foto: Burkhard Büdel, TU Kaiserslautern

Dass die Alge selbst in den winzigen Poren in Gestein leben kann, hängt auch damit zusammen, dass sie extrem wenig Licht braucht. Mit ihren Lichtsammelpigmenten kann sie selbst unter der Steinoberfläche noch Photosynthese betreiben, an einem Ort also, am dem für viele andere Lebewesen die Sonne nicht mehr scheint.

Der Winzling trägt durch seine Stoffwechselprozesse entscheidend zur Verwitterung von Gestein bei.

Cyanobakterien begannen vor etwa 2,4 Milliarden Jahren, Sauerstoff in nennenswerter Menge in die Atmosphäre zu entlassen, die vorher weniger als ein Promille Sauerstoff enthielt. Im Folgenden stieg der Sauerstoffgehalt der Uratmosphäre auf die heutigen rund 20 Prozent. „Während dieser zwei Milliarden Jahre waren Cyanobakterien, die so ähnlich waren wie die Blaugrüne Felskugel, vermutlich die unangefochtenen Herrscher des Planeten“, sagt Büdel.

Verwitternder Beacon Sandstein in den Trockentälern der Antarktis in 1250 m Höhe. Unter dessen Oberfläche, zum Beispiel, lebt die Blaugrüne Felskugel in eisiger Kälte. Foto: Burkhard Büdel, TU Kaiserslautern

Sie vertrieben die ursprünglichen sauerstoffunverträglichen (anoxygenen) Bakterien und begannen so alle Lebewesen auf der Erde entscheidend zu verändern. Die sich später entwickelnden Organismen fanden durch die Pionierarbeit der Cyanobakterien aber nicht nur den Sauerstoff zum Atmen vor. Die sich bildende Ozonschicht absorbierte auch immer besser schädliche UV-Strahlung, die ihre Erbsubstanz schädigte. Dies war eine wichtige Voraussetzung für die weitere Evolution des Lebens auf der Erde, insbesondere für die Eroberung des Landes.

Quelle: TU Kaiserslautern

(09.01.2016)