In Wüstengebieten von Namibia, Oman und Saudi-Arabien haben Forscher der Johannes Gutenberg-Universität Mainz äußerst ungewöhnliche Strukturen in Marmor und Kalkstein entdeckt. Diese Strukturen, die als kleine Röhrchen beschrieben werden, durchziehen das Gestein in paralleler Anordnung und stellen eine faszinierende Verbindung zwischen Geologie und Mikrobiologie dar. Während geologischer Feldarbeiten unter der Leitung von Prof. Dr. Cees Passchier wurden die Röhrchen entdeckt, die etwa einen halben Millimeter breit und bis zu drei Zentimeter lang sind und Bänder von bis zu zehn Metern Länge bilden. uni-mainz.de berichtet, dass Reste biologischen Materials gefunden wurden, was darauf hindeutet, dass Mikroorganismen möglicherweise das Gestein durchlöchert haben.
Die Entdeckung dieser Strukturen wirft unzählige Fragen auf: Sind die Mikroorganismen, die für diese bemerkenswerte Geologie verantwortlich sind, ausgestorben oder existieren sie möglicherweise noch? Prof. Passchier, der seit 25 Jahren in Namibia forscht und sich besonders mit der geologischen Rekonstruktion präkambrischer Gesteine beschäftigt, hat bei seinen bisherigen Unternehmungen nur begrenzte Hinweise auf das Leben in diesen Gesteinen gefunden. Die ersten Funde in Namibia stammen bereits aus vor 15 Jahren, doch erst jetzt scheinen die anatomischen Merkmale der Röhrchen vollständiger erfasst zu werden.
Biologische und chemische Prozesse
Die gewonnenen Röhrchen sind mit feinem Kalziumkarbonat-Pulver gefüllt, was auf die Nährstoffnutzung durch Mikroorganismen hinweist. Diese Herangehensweise wird durch die Morphologie der Karbonatoberflächen verstärkt, die chemische Bedingungen schaffen, die sich deutlich von denen silikatischer Gesteine unterscheiden. Laut schweizerbart.de ist die Löslichkeit von Kalkstein gegenüber organischen Säuren höher, was es mikroorganischen Lebensformen erlaubt, endolithisch zu leben, indem sie das Gestein präzise abbauen und eine komplexe Architektur schaffen. Exopolymere Substanzen des Biofilms schützen diese Strukturen vor externen Stressfaktoren.
Die mikrobiellen Gemeinschaften scheinen in der Lage zu sein, essentielle chemische Elemente für ihren Metabolismus zu fixieren, ohne auf Elemente aus dem Substrat angewiesen zu sein. Dies legt nahe, dass die Biofilme einen schützenden Einfluss auf die Gesteinsoberfläche ausüben und gleichzeitig zur Aufrechterhaltung des biochemischen Gleichgewichts beitragen können.
Zukunftsvisionen der Forschung
Die Signifikanz dieser Entdeckungen erstreckt sich über die Geologie hinaus und könnte weitreichende Implikationen für das Verständnis des globalen Kohlenstoffkreislaufs haben. Prof. Passchier hofft, dass zukünftige Forschungen zu diesen Mikroorganismen aufschlussreiche Erkenntnisse liefern werden, die unser Wissen über alte und gegenwärtige ökologische Systeme erweitern.
Darüber hinaus wird am Beutenberg-Campus Jena mit Hilfe innovativer Mikroskopietechniken an der Untersuchung biologischer Proben gearbeitet. Die Anwendung extrem ultravioletten Lichts zur hochauflösenden Mikroskopie könnte die Identifikation subzellulärer Strukturen revolutionieren, wie iap.uni-jena.de beschreibt.
Dies wurde durch eine interdisziplinäre Zusammenarbeit ermöglicht, die mit dem Wissenschaftspreis des Beutenberg-Campus Jena e.V. für exzellente Kooperation ausgezeichnet wurde. Solche technologischen Fortschritte könnten entscheidend sein, um das Verständnis der Wechselwirkung zwischen Mikroorganismen und mineralischen Substraten weiter zu vertiefen und damit zukünftig gezieltere Heilmethoden für Krankheiten zu entwickeln.
