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Bis Mitte des 19. Jahrhunderts glaubte man, dass in den lichtlosen Tiefen der Weltmeere keine Tiere überleben können. Inzwischen weiss man, dass sich in dieser lebensfeindlichen Umgebung ganze Ökosysteme entwickelt haben – aber die Evolution hat nicht nur Lebewesen hervorgebracht, die am Meeresgrund sesshaft sind: Es gibt sogar Spezialisten, die sowohl den Druck des Wassers in der Tiefsee aushalten als auch regelmässig zur Meeresoberfläche aufsteigen, ohne dabei Schaden zu nehmen.
Lebensgemeinschaften der Tiefsee
Bereits Jacques Piccard und Don Walsh hatten 1960 bei ihrer ersten Expedition in den Marianengraben erstaunt festgestellt, dass es auf dem Grund der Tiefsee Lebewesen gibt. Sie sprachen von Garnelen und sogar einem Plattfisch, obwohl man heutzutage davon ausgeht, dass unterhalb von 8000 m keine Fische mehr leben können – was immerhin beachtlich tief ist. Aber vielleicht hatten die beiden Forscher in 11‘000 m Tiefe eine Seegurke für einen Fisch gehalten? Zwar ist die Tiefsee tatsächlich weitgehend dunkel und leer und die Anzahl Lebewesen sehr gering, aber die Artenvielfalt dieses Ökosystems ist dennoch erstaunlich gross – insbesondere in der Nähe von Unterwasservulkanen und Thermalquellen, die Einzeller mit gelösten Mineralien als Energiequelle versorgen. Diese sind die Grundlage verschiedener Tiefsee-Nahrungsketten.
Chemische Anpassungen
Zu den Organismen, die dem unglaublichen Druck in der Tiefe widerstehen können und sich den Bedingungen dieses Ökosystems angepasst haben, gehören so unterschiedliche Lebewesen wie Seegurken, riesige Muscheln, meterlange Röhrenwürmer, Riesenkalmare und bestimmte Fischarten. Tiefseefische sind meist relativ klein und ihr Stoffwechsel ist in der Kälte verlangsamt, was zur Folge hat, dass ihr Energiebedarf nicht so hoch ist. Eine gasgefüllte Schwimmblase haben sie in der Regel nicht, diese würde durch den Druck zerquetscht werden. Dafür haben Tiefseefische einen chemischen Schutz gegen die Verformung der Proteine in ihren Zellen eingebaut: Ein Molekül namens Trimethylaminoxid (TMAO) stabilisiert die Proteine. Man hat ausgerechnet, dass dies aber nur bis zu einer Tiefe von etwa 8200 m funktioniert, da die Proteine sonst zu steif würden. Deshalb wird vermutet, dass es unterhalb dieser Grenze keine Fische mehr gibt – oder jedenfalls keine, die diesen chemischen Mechanismus als Anpassung an den Druck nutzen.
Die Leistungstaucher
Erstaunlich sind auch die Tauchleistungen, zu denen gewisse luftatmende Tiere fähig sind, die ja zum Einatmen regelmässig an die Wasseroberfläche kommen müssen. Kaiserpinguine können bis zu 500 m tief tauchen, gewisse Robben um die 700 m (wobei ein See-Elefant mit 2388 m lange den Tauchrekord für Säugetiere hielt, bis er vom Cuvier-Schnabelwal abgelöst wurde), Lederschildkröten schwimmen weite Strecken und tauchen bis zu 1200 m tief, und in den Mägen von Pottwalen fanden sich Überreste von Beutetieren, die üblicherweise in Tiefen von 3000 m leben.
Aktueller Tauchrekordhalter unter den Meeressäugern ist, wie erwähnt, ein Schnabelwal, der mit einem Messgerät an der Flosse eine Tiefe von 2992 m erreichte und dabei 140 Minuten unter Wasser blieb. Möglich sind solche Leistungen nur, weil Wale (wie auch grosse Robben) ein enormes Blutvolumen haben und Sauerstoff chemisch in ihrem Hämoglobin speichern. Ihr Herzschlag verlangsamt sich in der Tiefe stark und die Aktivität ihrer Organe verringert sich, damit weniger Sauerstoff verbraucht wird. Anpassungen, die sich menschliche Taucher auch mit intensivstem Training nicht in diesem Ausmass aneignen können!