Schwarze Raucher sind sind Oasen des Lebens in der Tiefsee. Als Grundlage der Artenvielfalt dieser Hydrothermalquellen galten hier bislang vor allem Schwefel und Methan, die als Brennstoff des Stoffwechsels von Bakterien und ihren Lebensgemeinschaften dienen. Nun weist ein Tiefseeforscherteam um Jillian Petersen vom Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie auf alternative Formen der Energiegewinnung an den Schwarzen Rauchern hin: Viele Bakterien vor Ort haben gelernt, auch den aus der Tiefe sprudelnden Wasserstoff zu nutzen.

Die Forscher erkennen dies am Vorhandensein des hupL-Gens in Bakterien, die in etwa 3000 Meter Tiefe an den Hydrothermalquellen des Logatchev-Felds im mittelozeanischen Rücken des Atlantiks gedeihen. Das hubL-Protein ist ein wichtiger Teil der zelleigenen Infrastruktur zur Oxidation von Wasserstoff: dem Hydrogenase-Komplex, der den molekularen Wasserstoff H₂ in zwei Protonen (H⁺) und zwei Elektronen umwandelt. Diese Wasserstoffoxidation ermöglicht einen hohen Energiegewinn analog zu einer kontrollierten Knallgasreaktion.

Die Bakterien gehen eine Symbiose mit einer der häufigsten Arten des Ökosystems ein, der Muschel Bathymodiolus puteosserpensis. Es war schon bekannt, dass verschiedene in den Kiemen des Weichtiers lebende Mikroben Energie durch die Oxidation von Schwefelwasserstoff zu Sulfat oder von Methan zu Kohlendioxid gewinnen. Die Wasserstoffoxidation dürfte im Vergleich allerdings pro Kilogramm ausgestoßener Hydrothermalquellmasse 18 beziehungsweise 7 Mal mehr Energie produzieren, rechnen die Wissenschaftler. Dies lassen sich offenbar auch andere Organismen nicht entgehen: Die Suche nach weiteren, bisher übersehenen Wasserstoffoxidierern zeigte, dass auch Röhrenwürmer wie Riftia pachyptila und Krebse wie Rimicaris exoculata symbiontische Keime mit Hydrogenasen beheimaten. (jo)