Eine internationale Forschungsgruppe hat auf La Palma erstmals mikrobielle Gemeinschaften nachgewiesen. Diese Mikrobiome sind hochkomplexe Netzwerke aus Mikroorganismen wie Bakterien, Pilzen, Algen und Viren. Sie wachsen in den Lavaröhren des jungen Vulkans Tajogaite. Die Ergebnisse erschienen am Sonntag in der Fachzeitschrift Environmental Microbiome. Untersucht wurden Hohlräume, die beim jüngsten Vulkanausbruch der Kanaren-Geschichte im Jahr 2021 entstanden sind.
Die Studie beschreibt, welche Mikroorganismen als erste die durch die Vulkanaktivität neu geschaffenen Räume besiedeln, wie sie sich an extreme Bedingungen anpassen und welche Rolle sie bei der Erholung des Ökosystems spielen. Die Lavaröhren bezeichnen die Forscher als eine Art neugeborene Welt ohne Vegetation, in der die ersten Lebewesen den Weg für ein späteres Ökosystem ebnen müssen. Das Forschungsteam betrat die Hohlräume ab einem Jahr nach dem Ausbruch.
Zu diesem Zeitpunkt herrschten in einigen Zonen extreme Verhältnisse. Die Lufttemperatur erreichte stellenweise 60 Grad Celsius, die Oberfläche der Gesteine überstieg 90 Grad. Welche Mikroorganismen dort als Pioniere überleben und wie sie das Gestein verändern, klärten erst drei aufwendige Probenahmen.
Mikroorganismen besiedeln Lavaröhren auf La Palma
Das Team kombinierte DNA-Analysen der Mikroorganismen mit der Untersuchung der Mineralien und der Umweltbedingungen jeder Zone. Faktoren wie Temperatur, Salzgehalt, Belüftung und mineralische Zusammensetzung bestimmen, welche Organismen sich ansiedeln und überleben. Die ersten Mikroorganismen gelangen den Erkenntnissen zufolge überwiegend von außen in die Röhren: transportiert durch die Luft als Aerosole oder Sporen oder in Verbindung mit Tieren wie Reptilien, Nagetieren oder Insekten.
Die Lebewesen bewohnen den Raum nicht nur, sondern verändern ihn aktiv. Durch die Bildung von Biofilmen auf dem Gestein modifizieren sie Mineralien und fördern Prozesse, die erste Schritte zur Bildung von fruchtbarem Boden darstellen. Damit legen sie die Grundlage für die Weiterentwicklung des Ökosystems.
La Palma: Vulkan als Modell für Leben auf dem Mars
Die Ergebnisse helfen zudem dabei, zu bestimmen, wie biologische Gemeinschaften in unterirdischen Umgebungen des Mars entstehen, sich entwickeln und erhalten könnten. Im Blick stehen vulkanische Hohlräume, die den auf La Palma untersuchten Strukturen ähneln.
Das Forschungsprojekt wird vom Andalusischen Ministerium für Forschung und Innovation gefördert. Die Andalusische Regionalregierung veröffentlichte die Ergebnisse. Zu den beteiligten Einrichtungen zählen das Institut für Natürliche Ressourcen und Agrobiologie Sevilla (IRNAS-CSIC), das Geologische und Bergbauinstitut Spaniens (IGME-CSIC) sowie die Universitäten Almería und Huelva. Aus Portugal beteiligen sich als Partner die Universität Évora und das Institut für System- und Computertechnik, INESCTEC. Ferner arbeitete der Kanarische Verband für Speläologie mit.
Das Team will die Entwicklung der mikrobiellen Gemeinschaften weiter verfolgen und ihr Potenzial zur künftigen Produktion bioaktiver Verbindungen für Anwendungen in Gesundheit und Biotechnologie analysieren.
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