School's out!? - DieTiefsee - Handout - Stadt Leipzig
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Sch o o l ‘ s o u t ! ?
des Naturkundemuseums Leipzig
Die Folge 1
Tiefsee
1
Die Tiefsee
Alles nass oder was?
Vor etwa vier Milliarden Jahren war die Erde wie ein riesiger Pudding. Noch halb flüssig und
extrem heiß. Langsam kühlte sie sich ab. Eine dünne Haut entstand auf dem sehr warmen
Erdball. Sie hatte Dellen und Vertiefungen. Und in diesen riesigen Senken sammelten sich
Unmengen von Wasser. Wie die Soße auf dem Pudding „schwammen“ bald die ersten
Ozeane auf der Erdkruste.
Doch woher kam das Wasser? Forscher vermuten, dass es von Kometen stammte. Die großen
Brocken aus dem Weltall bestehen aus Eis und Staub. Sie bildeten sich damals am Rand
unseres Sonnensystems. Einige dieser „schmutzigen Schneebälle“ schlugen auf der Erde
ein. Eine Theorie besagt, dass sie das erste Nass auf unseren Planeten brachten. Doch die
Erdoberfläche war so heiß, dass das Wasser zischend verdampfte. Es entwich als Wasserdampf
in die Atmosphäre. Dort hefteten sich Staub- und Ascheteilchen an die feuchten Dünste.
Sie wurden dadurch schwer und fielen als Ur-Regen auf die Erde. Zunächst verdampfte auch
der Niederschlag. Aber im Laufe der Zeit sank die Temperatur der Erdoberfläche, sodass sich
das Regenwasser sammeln konnte. Viele Zehntausend Jahre lang prasselte ein Dauerregen
hinab. Er ließ ein riesiges Ur-Meer entstehen. Ohne dieses schlechte Wetter in der Urzeit
unseres Planeten würde es die heutigen Ozeane nicht geben.
Mega-Pfützen – Ozeane als geologische Lücken
Etwa zwei Drittel der Erde sind mit Wasser bedeckt. Zusammen haben die Meere ein
Volumen von rund 1,3 Milliarden Kubikmetern. Würde man dieses Wasser in einen riesigen
Würfel schütten, hätte er eine Kantenlänge von etwa 1.100 Kilometern! Das ist ungefähr die
Strecke von Berlin bis nach Paris.
Die Ozeane sind Reste des Ur-Meeres Panthalassa.
Es umgab vor 300 Millionen Jahren den Super- Wusstest
Kontinent Pangea. Er zerbrach vor 150 Millionen Du schon?
Jahren. Die Bruchstücke waren riesige Landmassen. Über 11.000 Meter geht es im
Sie bewegten sich (drifteten) auseinander und Marianengraben auf den Boden
bildeten die heutigen Kontinente und Inseln. Die des Pazifischen Ozeans hinab.
tiefen Gräben dazwischen füllten sich mit dem Das ist bisher die größte Tiefe,
die in den Weltmeeren
Wasser des urzeitlichen Meeres. So entstanden
gemessen wurde.
die Ozeane, wie wir sie kennen. Sie sind quasi riesige
„Pfützen“ zwischen gigantischen Landblöcken.
2
Enorm ist auch die Tiefe der Ozeane: Bereits ab
200 Meter beginnt die Zone der Tiefsee. Sie
reicht bis in eine Tiefe von über 11.000
Meter hinab. In die oberen Regionen
dringen noch Reste des Tageslichts, bis es
schließlich ganz verschwindet. Ab etwa
1.000 Meter ist es völlig dunkel. Die
Tiefsee erstreckt sich über fast 90 Pro-
zent der Ozean-Fläche auf der Erde. Dort
unten ist es eiskalt und es herrscht ein
unvorstellbar hoher Druck. Dennoch ist
diese Welt voller seltsamer und vielfälti-
ger Organismen. Einige Forscher glauben
sogar, dass in der Tiefsee der Ursprung des
Lebens auf der Erde liegt („School’s out“
Folge 11: Schwarze Raucher). Und in dieses
geheimnisvolle Habitat tauchen wir jetzt ab...
Dem Meer auf den Grund gehen – Geheimnisvolle Tiefsee
In der Tiefsee geht es weiter hinab, als unsere höchsten Berge hinaufreichen. Diese Welt ist
dunkel, kalt und sauerstoffarm. Kein Mensch könnte dort ohne Schutz überleben. Gerade
einmal fünf Prozent der Tiefsee sind erforscht.
Die erste deutsche Tiefsee-Expedition hatte ihren Ursprung
übrigens in Leipzig! Der dort tätige Zoologieprofessor Carl
Chun (1852–1914) entwickelte die Idee, mit einem Wusstest
Forschungsschiff die Ozeangründe zu erkunden. Du schon?
Er wählte verschiedene Wissenschaftler aus, die In der Tiefsee herrscht ein enormer
ihn auf seinem Unternehmen begleiteten. Am Druck durch die Wassermassen von
31. Juli 1898 lief in Hamburg der Dampfer oben – bis zu einer Tonne Gewicht pro
„Valdivia“ zu einer neunmonatigen Erkundung Quadratzentimeter.
der Weltmeere aus. Die Expedition lieferte Warum sind die Tiere dann nicht platt wie
sensationelles neues Wissen über die Pfannkuchen?
Ozeangründe. Ganz einfach: Sie bestehen aus viel Wasser.
Der Druck hat Einfluss auf mit Gas gefüllte
Die Forscher entdeckten unzählige neue Hohlräume, wie zum Beispiel unsere
Lunge. Sie werden zusammengedrückt.
Tierarten: Zum Beispiel den Vampirtintenfisch, der
Dagegen bleiben mit Wasser
auf seiner Haut viele Leuchtorgane hat. Er kann auf gefüllte Körper so, wie sie
seiner Oberfläche ein bis zu zehn Minuten dauerndes sind.
Leucht-Feuerwerk veranstalten!
3
Heute wissen wir viel mehr als damals, aber längst noch nicht alles, über die
Tiefsee. Sie ist ein sehr besonderes Habitat voller seltsamer und
teilweise riesiger Lebewesen: uralte Schwämme, Riesenkalmare
groß wie Omnibusse und Asselspinnen gigantischer als drei
Pizzateller nebeneinander. Wusstest Du
schon?
Das Nahrungsangebot fällt in der Tiefsee spärlich aus: Bis heute haben sich in
Auf den Böden der Weltmeere kommen nur Reste U-Booten und Tauchglocken
organischen Materials (Kot, Aas, Plankton) aus der oberen weniger Menschen in die Tiefsee
Welt an. Sie werden „Meeresschnee“ genannt, da sie von gewagt als mit Raumschiffen
zum Mond.
oben herabrieseln. Trotz der extremen Lebensbedingungen
gibt es nirgends auf der Welt so viele neue Organismen zu
entdecken wie in den Tiefen der Ozeane: Bis jetzt sind 250.000
höhere Lebensformen bekannt, doch ihre Zahl wird auf eine Million
geschätzt!
So außergewöhnlich wie der Lebensraum sind die auch Anpassungen seiner Bewohner:
Das Leben in Dunkelheit und Kälte (4° bis -1°C), unter
hohem Druck (1.100 Mal höher als an der Ober-
fläche) und mit geringem Nahrungsangebot
erfordert besondere Überlebensstrategien:
Beispielsweise saugt der auf dem Tiefsee-
boden lebende Glasschwamm Monor-
haphis chuni jeden Tag Unmengen von
Wasser ein. Daraus filtert er seine
Nahrung (zum Beispiel Plankton).
Auch die Sinne sind bei zahlrei-
chen Ozeanbewohnern besonders
entwickelt. Beispielsweise haben
Tiefsee-Tintenfische und -Kalma-
re, um Restlicht einzufangen, die
größten Augen der Tierwelt (be-
zogen auf ihre Körpergrößen). Beim
Koloss-Kalmar sind sie riesig wie ein
Fußball mit einer Linse in Orangengrö-
ße. Dagegen besitzt der Glaskopffisch auf
der Oberseite des Kopfes eine transparente
Haube, damit seine Augen geringste Lichtstrah-
len wahrnehmen können. Und beim Juwelenkalmar
schaut das größere linke Auge nach oben, während das
kleinere rechte die Tiefe im Blick behält.
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Lichtshow und „Giftbrühe“ – Das seltsame Leben in der Tiefsee
Die Finsternis der Tiefsee wird immer wieder spektakulär erhellt,
denn 90 Prozent aller hier lebenden Tiere können im
Dunkeln leuchten. Diese Fähigkeit heißt Biolumineszenz. Wusstest Du
Sie ist wichtig, um Partner und Beute anzulocken
sowie Feinde abzuwehren. Beispielsweise tragen
schon?
Tiefsee-Anglerfische am Kopf einen langen Fortsatz, Einige Tiefsee-Tiere verjagen mit Licht
in dessen Spitze leuchtende Bakterien leben. Mit Fressfeinde: Zum Beispiel schießt der
Grüne Bomberwurm (Swima bombiviridis)
diesem hellen Stäbchen locken sie Beutefische
leuchtende Blasen auf Angreifer. Sie
an. Nicht nur zum Töten, auch zum Turteln ist die werden dadurch geblendet und der
Lichtshow gut: Der Körper des Juwelenkalmars ist Wurm kann fliehen.
übersät mit Leuchtorganen. In der Dunkelheit strahlt
er wie ein Edelstein – ein deutliches Signal für potenzielle
Partner.
Ein Signal in der Tiefe setzen auch die „Raucher“: hydrothermale Quellen auf dem Meeresboden
(„School’s out“ Folge 11: Schwarze Raucher). Hydrothermal bedeutet, dass heißes Wasser aus der
Erde austritt, indem verschiedene Stoffe gelöst sind.
Die Quellen entstehen an Zonen der ozeanischen Erdkruste, an denen eine Kontinentalplatte unter
die andere abtaucht und flüssiges Magma aufsteigt. An dieser Bruchzone dringt Meerwasser in die
Erdkruste ein und reichert sich mit Mineralstoffen (v.a. Schwefel) und Schwermetallen an. Danach
schießt es unter hohem Druck als bis zu 460°C heiße Lösung wieder aus der Erdkruste heraus. Die
„Brühe“ ist extrem giftig, saurer als Essig und tiefschwarz.
Je nach Farbe der Schwaden heißen die Quellen
„schwarze“, „weiße“ oder „klare Raucher“. Um die Aus-
trittsstelle lagern sich Metall-Schwefelverbindungen
ab – es entstehen bis zu 50 Meter hohe, kaminartige
Schlote. Die höchsten heißen „Godzilla“, „Eiffel-
turm“ und „Schlangengrube“. An den toxischen,
erst 1977 entdeckten Kaminen gibt es reichlich
Leben! Sie sind die am dichtesten besiedelten
Habitate der Tiefsee. An diesen warmen Oa-
sen auf dem Meeresgrund leben bis zu 500
Tierarten: Die wichtigsten Organismen sind
Bakterien, die Schwefelwasserstoff und Methan
in organisches Material und Energie umwandeln.
Damit ernähren sie andere Tiere wie Röhrenwürmer,
Muscheln, Krebse, Schnecken und Seesterne. Derzeit
sind weltweit etwa 220 aktive und rund 90 erloschene
„Raucher“ bekannt.
5
Die faszinierende und noch weitgehend unbekannte Tiefsee gilt es
weiter zu erforschen, aber sie sollte auch geschützt werden.
Denn sie ist ein wichtiger Speicher der Treibhausgase
Methan und Kohlendioxid. Außerdem sind die
Ozeane die größten Sauerstoffproduzenten der
Wusstest Du
Erde. Sie bestimmen unser Klima, reinigen und
schon?
filtern das Wasser und sind Nahrungs- und In der Tiefsee ist es laut: Gesänge,
Brummen und Grunzen von Fischen,
Ressourcenlieferanten. Und sie sind das größte
Walen und anderen Meeressäugern,
Ökosystem unseres Planeten. Übermäßige Geräusche von Wirbelstürmen an der
Fischerei, der Abbau von Rohstoffen sowie das Oberfläche, Lärm von Schiffsschrauben,
Einbringen von Müll und giftigen Abwässern Bohrinseln, Marine-Sonaren,
bedrohen dieses Habitat. Beispielsweise gelangen Unterwasser-Erdbeben – alles
jährlich über drei Millionen Tonnen Plastikmüll in die erzeugt einen Sound.
Weltmeere. Er tötet zahlreiche Lebewesen, denn diese
fressen den Kunststoff und verhungern mit „vollem“ Magen.
Oder sie verheddern sich darin (v.a. in Plastiktüten und -ringen)
und verenden. Ein Teil des schädlichen Stoffes landet auch wieder bei uns, denn Fische
lagern Mikroteilchen aus Plastik in ihren Körpern ein. Essen wir die Tiere dann, haben wir
gewissermaßen eine Plastik-Mahlzeit auf dem Teller!
Architekt ohne Hirn und Augen – Der Glasschwamm Monorhaphis chuni
Der extrem langsam wachsende Glasschwamm Monorhaphis chuni gehört zu
den ältesten vielzelligen Lebewesen der Erde. Schwämme gibt es seit
mindestens 700 Millionen Jahren. Alle Arten leben im Wasser –
viele in den salzigen Meeren, einige auch im Süßwasser – und
Wusstest Du ihre Formenvielfalt ist groß: Vasen, Becher, Keulen, Knollen,
Kissen. Und von grau bis grellbunt ist an Farben alles dabei.
schon?
Der Glasschwamm Monorhaphis Schwämme bestehen aus vielen einzelnen Zellen. Sie be-
chuni wird bis zu 11.000 Jahre alt.
sitzen, im Gegensatz zu uns, keine Organe aus spezialisier-
Er ist damit einer der ältesten
lebenden Organismen auf ten Zellen. Gehirn, Augen und Muskeln haben Schwämme
der Erde. nicht. Die Tiere leben festgewachsen an einem Ort, beispiels-
weise auf dem Meeresboden oder auf einer Muschelschale.
Doch einige Arten können sich fortbewegen: Sie ziehen sich wel-
lenartig zusammen und dehnen sich wieder aus. So kommen sie ganz
langsam (vier Millimeter pro Stunde) weg vom Fleck.
6Mehr Action gibt es bei der täglichen Nahrungsauf-
nahme: Fast alle Schwämme sind Strudler. Sie saugen
Meerwasser ein und filtern daraus Nahrung (Bakterien,
kleinstes Plankton, Gewebeteilchen). Und sie gewin-
nen noch etwas aus dem Nass – die Mineralstoffe
Kalzium und Silizium. Daraus bauen sie mithilfe von
Proteinen, also Eiweißen, ein sehr verzweigtes und
daher stabiles Skelett aus kleinen Nadeln. Während
Kalkschwämme dafür Kalzit verwenden, bauen Horn-
kiesel- und Glasschwämme mit Siliziumdioxid. Daher
leitet sich auch der Name „Glasschwamm“ ab, denn
unser Gebrauchsglas besteht ebenfalls zum größten
Teil aus Siliziumdioxid.
Die Tiere stellen also gewissermaßen aus Wasser Glas her. Sie bauen aus dem filigranen Material nicht nur
ihre Skelette auf. Mit einzelnen Glasfäden oder der gesamten Unterseite ihres Skeletts verankern sich
Glasschwämme am Meeresboden. Anders ist es bei Monorhaphis chuni: Die vor allem in den Tiefen des
Antarktischen Meeres lebenden Tiere bilden extrem lange (bis zu drei
Meter) Silizium-Nadeln. Mit diesen „Spießen“ – Pfahlnadeln
genannt – halten sie sich im weichen Meeresboden fest,
um nicht von der Strömung abgetrieben zu werden. Wie
ein Ritter mit Lanze steht Monorhaphis chuni auf dem Wusstest Du
Boden der Tiefsee. schon?
Im Meer gibt es Bio-Glasfasern! Die
Der Speer besteht, wie die Ringe eines Baumes, aus Silizium-Nadeln des
feinen Schichten und ist außergewöhnlich elastisch. Glasschwamms Monorhaphis chuni
Bis zur runden Kreisform kann die Pfahlnadel gebogen können Licht leiten wie künstliche
werden, ohne zu zerbrechen. Selbst eine starke Glasfasern. Und sie sind sogar
Strömung kann Monorhaphis chuni nichts anhaben. Was stabiler und elastischer als das
der Glasschwamm vor Millionen von Jahren erfunden synthetische Material.
hat, nutzen auch wir täglich: Seine Silizium-Nadeln
können nämlich Licht leiten wie moderne Glasfasern. Die Bio-
Glasfasern sind durch die Mischung aus Silizium und Eiweiß sogar
stabiler und elastischer als das künstliche Material. Forscher rätseln noch, warum das „Glas“ der Schwämme
Licht leiten kann. Vielleicht überträgt das Tier damit Informationen in seinem Körper – so wie wir es mit
Daten in Glasfaserleitungen tun.
Stadt Leipzig www.naturkundemuseum.leipzig.de Text & Lektorat: Henriette Joseph
Naturkundemuseum Leipzig naturkundemuseum@leipzig.de Layout: Nadine Baum, Tessina-La-
Lortzingstraße 3 (0341) 98221-0 rissa Schramm & Jana Domaratius
04105 Leipzig Grafiken: Nadine Baum
Oktober 2020
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