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Gibt es Leben im ständig gefrorenen Boden?

Permafrost Feldarbeit
Der Mikrobiologe Beat Frey und die Permafrost-Forscherin Marcia Phillips auf dem Muot da Barba Peider. Zum Vergrössern anklicken.
 
Probenahme
Bodenproben aus dem Permafrost zu nehmen ist harte Arbeit. Zum Vergrössern anklicken.
 
Arthrobacter chlorophenolicus
Bakterien, die im Permafrost leben, kommen mit ganz wenig Wasser und Nahrung aus. Unter dem Rasterelektronenmikroskop erscheinen sie bis zu 100'000 Mal grösser. (Bild: Wikipedia Commons)
 

Der ständig gefrorene Boden ist ganz schön lebendig. Forscher der WSL haben auf einem Berg in den Alpen Bodenproben genommen und herausgefunden, dass darin über 2000 verschiedene Kleinstlebewesen vorkommen, die von blossem Auge nicht erkennbar sind.

Hoch oben in den Bergen ist es kalt – so kalt, dass der grösste Teil des Bodens immer gefroren ist. Im Sommer taut nur die oberste Schicht auf, darunter bleibt es frostig. Schwer vorstellbar, dass es in diesem Permafrost – so heisst der Boden in diesem Zustand – Lebewesen gibt. Die beiden Wissenschafter Beat Frey und Martin Hartmann der WSL wollten es genau wissen: Sie untersuchten Bodenproben, die sie auf dem Muot da Barba Peider, einem Bergkamm im Oberengadin auf fast 3000 Metern Höhe, gesammelt hatten.

Wieso sie gerade diesen Berg auswählten, hat vor allem einen Grund. Hier oben beobachtet das Schnee- und Lawinenforschungsinstitut SLF, das zur WSL gehört, den Permafrost und misst seit 1996 die Bodentemperaturen bis in 17 Meter Tiefe. So wussten die Wissenschafter und ihre Kollegen, wie weit hinunter sie graben mussten, um Proben aus dem ständig gefrorenen Boden zu nehmen, nämlich 1,5 Meter tief. Die Forscher gehen davon aus, dass der Boden in dieser Tiefe seit der letzten Eiszeit nicht mehr aufgetaut ist. Um auf den Gipfel zu kommen, mussten die Forscher den Helikopter nehmen, damit sie ihre Arbeitsgeräte sicher hinaufbringen konnten.

Es sind viele

Aus dem Permafrost und der darüber liegenden Auftauschicht nahmen sie Erdproben, die sie im Labor an der WSL mit modernsten Techniken untersuchten. Die Ergebnisse erstaunten die beiden Forscher: Über 2000 verschiedene, winzig kleine Lebewesen fanden sie in den Proben. Von blossem Auge sind diese Mikroorganismen, zu denen Pilze, Bakterien und andere Kleinstlebewesen gehören, nicht erkennbar.

Viele dieser Mikroorganismen, die sie fanden, hat bisher noch niemand untersucht, entsprechend wenig weiss man über sie. Und was noch mehr überrascht: Im ständig gefrorenen Boden hat es mehr Lebewesen als in der oberen Bodenschicht, die im Sommer auftaut und in der es mehr Sauerstoff und Nährstoffe hat.

Mikroorganismen gibt es überall: im Wasser, im Boden, in der Luft und auch auf und im menschlichen Körper. Neben Bakterien und Pilzen werden gelegentlich auch Viren zu den Mikroorganismen gezählt. Und es sind viele: Mehr als alle anderen Tier- und Pflanzenarten zusammengezählt, über 1 Billion Arten (eine eins mit 12 Nullen!) soll es auf der Erde geben.

Noch weiss man nicht sehr viel über diese Vielfalt. Erst dank genetischen Methoden, mit denen man das Erbgut der Lebewesen untersuchen kann, kann man viele dieser Arten nachweisen und voneinander unterscheiden. Ohne Mikroorganismen gäbe es kein Leben auf der Erde. Einige wenige Mikroorganismen können dem Menschen schaden, indem sie zum Beispiel Krankheiten auslösen. Andere nutzt der Mensch, etwa um umweltschonende Chemikalien oder Medikamente herzustellen.

Was kommt da den Berg runter?

Ob die Lebewesen, die Beat Frey und Martin Hartmann auf dem Muot da Barba Peider gefunden haben, "gut" oder "böse" sind, weiss noch niemand. Die beiden Mikrobiologen untersuchen nun einige der Arten um herauszufinden, was sie zum Überleben brauchen. Denn es ist gut zu wissen, was im Permafrost in den Bergen gespeichert ist: Wenn es wärmer wird, taut der Boden und die darin lebenden Mikroorganismen können mit dem Schmelzwasser ins Tal in Gebiete gelangen, wo viele Menschen leben.

Die Bodenproben vom Muot da Barba Peider bewahren die Forscher bei minus 80°C für weitere Untersuchungen auf. Sie planen, auch von anderen Berggipfeln Bodenproben zu nehmen und noch mehr über die Vielfalt in der Kälte herauszufinden.

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