HYDROTHERMALE QUELLEN IN

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1 HYDROTHERMALE QUELLEN IN DER TIEFSEE Black Smoker als Ökosysteme mit extremen Bedingungen 1 Fabienne Mittmann Universität Landau, Institut für Umweltwissenschaften

2 KURZE INHALTLICHE GLIEDERUNG 1. Allgemeine Grundlagen 2. Funktionsweise und Entstehung von hydrothermalen Quellen 3. Mögliche Einteilung 4. Black/ White Smoker als Lebensraum 5. Überlebensstrategien der Organismen 6. Globale Bedeutung 7. Hydrothermale Quellen als Wiege des Lebens 2

3 1. ALLGEMEINE GRUNDLAGEN Hydrothermale Quellen: Austrittsstellen von erhitztem Wasser (unter Druck) In Tiefsee: Black/White Smoker - Struktur wie Schornsteinschlot - austretende Sedimentwolke Vorkommen: Mittelozeanischen Tiefseerücken, treten gruppiert in Clustern auf Meter groß Kurze Lebensdauer: Jahre 3

4 2. ENTSTEHUNG UND FUNKTIONSWEISE VON HYDROTHERMALEN QUELLEN/ BLACK SMOKER Quelle: 4

5 3. MÖGLICHE EINTEILUNG Black Smoker: es reagieren Kuper, Zink, Mangan und Eisenatome mit Schwefel White Smoker: Barium, Kalzium, Silikat Unterteilung in - warme Schlot-Felder : 5-23 C, Flussrate von 0,5-2cm/sec - heiße Schlot-Felder : C, Flussrate von 1-2m/sec 5

6 4. BLACK/ WHITE SMOKER ALS LEBENSRAUM Lebensbedingungen: - extremer Druck - Dunkelheit(keine Fotosynthese möglich) - Temperatur - extrem giftig wirkende Stoffe - wenig Nahrung 6

7 4. BLACK/ WHITE SMOKER ALS LEBENSRAUM Anpassung: - reduzierten Stoffwechsel/ langsame Bewegungen - langsames Wachstum/ lange Lebensdauer - lange Perioden ohne Nahrung - spezielles Anpassung: Biolumineszenz, -Blutzusammensetzung, Knochenbau/Körperbau 7

8 5. ÜBERLEBENSSTRATEGIEN DER ORGANISMEN Existenz von Bakterien aufgrund: - geringe Größe - große Widerstandsfähigkeit - Dispersionsvermögen der Zellen - Chemosynthese /Chemolithoautotrophie Einordnung der unterschiedlichen Bakterien: - Schwefelbakterien - Eisen/Mangan oxidierende Bakterien - Methanbakterien - Nitrifizierende Bakterien 8

9 5. ÜBERLEBENSSTRATEGIEN DER ORGANISMEN Existenz höhere Organismen: (z.b. Würmer, Muscheln, Krabben) 1. direkte Ernährung durch Mikroorganismen 2. Symbiose mit Bakterien Mögliche Verbreitungstrategien: 1. Eiabgabe 2. Walkadaver 9

10 6. GLOBALE BEDEUTUNG Lebensraum für große Anzahl von Bakterien und komplexe Organismen Wärmezustrom Strömungsmotor? Massive Chemikalieneinträge 10

11 7. HYDROTHERMALE QUELLEN ALS WIEGE DES LEBENS o Ursuppen-Theorie vs. Thermale Quellen Entstehung ersten organischen Moleküle durch Miller-Urey- Experiment erklärt ähnliche Vorrausetzungen in Hydrothermalen Tiefseequellen gegeben 11

12 8. QUELLENANGABEN HAYMAN, Rachel M.: Growth history of hydrothermal black smoker chimneys, 1982, Nature Magazin (Vol.301), S JANNASCH, Holger W. und MOTTL, Michael J.: Geomicrobiology of Deep-Sea Hydrothermal Vents, 1985, Science Magazin, New Series (Vol.229, No.4715), S CAMPELL, Neil A.,REECE, Jane B.,MARKL, Jürgen: Biologie, 6.aktualisierte Auflage, Verlag Pearson Studium Scinexx- Wissensmagazin: Black Smoker, 2000, Spektrum Akademischer Verlag Abbildungen: moker.jpg Experiment.png 12