Yellowstone-
Nationalpark

www.Wissen-im-Netz.info

Leben in extremer Hitze

Homepage
   Freizeit
      Reisen
         Yellowstone
            Leben in Hitze
               Bakterien
               Archaea
               Viren
               Eukaryoten
               gefährliche Th.
               Pilze
               Gemeinschaften
               außerhalb Erde

Thermophile Gemeinschaften

NPS-Foto: Hirschkuh beim GrasenVon den Tausenden (wenn nicht gar Millionen) der thermophilen Arten, die in den extremen Umgebungen des Yellowstones gedeihen, sind die Eukarya die Gruppe, die die Welt der thermophilen Mikroben mit den größeren Lebensformen – wie Gänse, Wapitihirsche und Bison – verbindet, die in ökologischen Gemeinschaften jenseits der heißen Quellen gedeihen.

Thermophile Gemeinschaften sind so verschiedenartig wie die Gemeinschaften, in denen die Menschen leben. Zusammensetzung der Gemeinschaften, Farben und Orte variieren mit den Arten der Mikroben, des pH-Werts und der Temperatur ihrer Umgebungen.

Millionen einzelner Mikroben können sich zu langen Fäden verbinden. Einige Bakterien und Algen bilden dünne und empfindliche Strukturen in schnell fließendem Wasser aus, wie die Ablaufkanäle von heißen Quellen und Geysiren. Andere Mikroben bilden dicke, feste Strukturen in langsameren Wasser oder wo chemische Niederschläge schnell ihre Fäden überdecken.

Das Bakterium thermocrinis bilden gelbliche bis weiße Fasermatten aus; dieses Bakterium stammt von altertümlichen Bakterien ab, die Wasserstoff und Sauerstoff umwandeln. Seine Fäden verranken sich und bilden Matten. Fließendes Wasser führt andere Mikroben, verschiedenes organisches Material und Mineralien mit sich, das sich in den Bändern verfängt und zu der Matte hinzugefügt wird.

NPS-Foto: Bakterielle SäulenFür die Fotosynthese bilden Cynobakterien, wie Phormidium, Säulen oder Podeste. Sauerstoffbläschen steigen aus den Matten auf, die die Mikroben aufwärts zwingen. Die oberen Gebilde umfassen mehr organisches Material und Sedimente wie die unteren Matten, die die Säulen helfen aufzubauen. Sie werden Stromatolithe oder Mikrobialithe genannt und diese Strukturen sind den altertümlichen mikrobalithischen Gemeinschaften ähnlich, die sich in Formationen in einigen Teilen der Welt erhalten haben.

Matten können dünn wie ein Papiertaschentuch oder dick wie eine Lasagne sein. Mehrfache Schichten aus Mikroorganismen schließen sich in zentimeterdicke Matten zusammen. Duzender Arten von Mikroben aus allen drei Domänen können in diesen Schichten existieren. Jede mikrobiotische Schicht ist eine Gemeinschaft, und jede Schicht steht in Wechselwirkung mit den anderen Schichten, so dass eine komplexe Gemeinschaft mit Millionen aus Mikroorganismen mit ihren Lebensprozessen gebildet wird.

Sichtbare und unsichtbare Änderungen treten in den thermophilen Gemeinschaften wie Licht-, Temperatur- und chemische Konzentrationsänderungen auf – sowohl kurzfristig (innerhalb eines Tages) und langfristig (saisonal). Cyanobakterien sind lichtempfindlich und bewegen sich von der Oberfläche weg. Mikroben, die weniger empfindlich auf Licht reagieren, bewegen sich in die oberen Schichten der Matten. Wenn die Lichtstärken Verschiebungen in den Organismen verursachen, reagiert die Gemeinschaft entsprechend dem Lichtgefälle.

AuslaufTemperatur- und chemische Gefälle beeinflussen am stärksten thermophile Gemeinschaften in Ausflusskanälen von Geysiren und in oberflächlichen Abflüssen von heißen Quellen. Im Foto ist der Ausflusskanal zu heiß zum Entwickeln von Cyanidium (eine Alge), die leuchtend grüne Gemeinschaft bilden kann. Aber andere Arten von Thermophilen gedeihen durch das Oxidieren des reichlich vorhandenen Eisens im Wasser, und bildet dadurch eine orange gefärbte Gemeinschaft.

Am Chocolate Pot, den man an den Auslass entlang des Gibbon Rivers gerade nördlich von Gibbon Meadows finden kann, fließt eisenreiches Wasser aus den Öffnungen. Drei Arten von Cyanobakterien – Synechococcus, Chloroflexus und Oscillatoria – gedeihen in diesem eisenreichen Wassern, das aus den Öffnungen fließt. Die bakteriellen Fäden bilden Matten, in denen die Mineralien gefangen werden. Das Eisen wird von Bakterien verwertet, während sich die Mikroben innerhalb der Matte bewegen. Eine olivgrüne Farbe zeigt an, wo das orangene Eisen und grüne Bakterien vermischt sind. Dunklere Streifen zeigen die Anwesenheit von Mangan an. Wissenschaftler denken, dass die bakterielle Konzentration tragen zu den Eisenkonzentrationen an den Chocolate Pots bei, wo es einhundertfach höher konzentriert ist, wie in den anderen, neutralen hydrothermalen Besonderheiten.

Gemeinschaften, die durch die thermophilen Mikroben gebildet werden, unterstützen die Gemeinschaften größerer Organismen innerhalb der hydrothermalen Gebiete des Yellowstones. Diese Gemeinschaften wiederum beeinflussen die noch größeren Gemeinschaften der Säugetiere im Park. Beispielsweise finden Bisons und Hirsche Nahrung und Wärme in den weniger extremen Kanten der thermophilen Umgebungen im Winter. Wiederum Kojoten, Wölfe und Bären suchen ihre Beutetiere in diesen Gebieten, besonders im späten Winter und frühen Frühling, wenn die Bisons und Hirsche schwächer sind als in den anderen Zeiten des Jahres.

Ob es ein Angriff der Pranke eines Grizzlys ist oder der Temperaturverschiebung unter der Erde, sind diese Gemeinschaften Änderungen durch gewöhnliche und seltsame Kräften ausgesetzt. Biologen sammeln immer mehr Informationen über die Individuen, die in diesen thermophilen Gemeinschaften beteiligt sind und untersuchen die Bedrohungen dieser empfindlichen Netzwerke.

Upper, Midway und Lower Geyser Basins und West Thumb Geyser Basin
  Charakteristik Thermophile nach Temperatur Thermophile nach Farbe
Abfluss Upper Geysir Bassin
  • pH 7...11
  • auf rhyolithischem Felsen
  • Wasser ist reich an Kieselsäure, das Sinter- und Geyserith-Ablagerungen entstehen lässt
  • >75°C, Bakterien und Archaea
  • >75°C, Thermocrinis und andere Bakterien bilden Bänder in den Farben pink, gelb, orange oder grau.
  • <75°C, Synechococcus, Phormidium und Calothrix (Cyanobakterien) und Roseiflexus (grüne Fadenbakterien) bilden Matten, die kältere heiße Quellen und Abflusskanäle umranden
  • pink, gelb, orange, graue Fäden - Thermocrinis Bakterien
Norris Geyser Basin und Gebiet um Mud Volcano
Abfluss
  • pH 0...5
  • auf rhyolithischem Felsen
  • >75°C, Sulfolobus, ein Archaea und Virus, die Sulfolobus parasitisieren
  • >60°C, Fadenbakterien in geblichen Bändern und Matten
  • <60°C, Fadenbakterien und Archaea bilden rötlich braune Matten
  • <56°C, Zygogonium, andere Algen und Pilze, die Matten an Abflusskanälen bilden
  • pink-blassrosa-orangene Matten und Bänder - Thermus aquaticus und andere Thermus sp.
  • grüne Bänder und Matten - Cyanidium
  • orange - Eisen und/oder Arsen, wahrscheinlich durch Thermophile oxidiert
  • grau, Schlammvulkane - Sulfolobus
Mammoth Hot Springs
Mammoth Hot Springs
  • pH 6...8 (neutral bis leicht sauer)
  • auf alten Kalkstein-Ablagerungen
  • Wasser ist reich an Kalziumkarbonat und Schwefel
  • 66...75°C, Aquificales (Bakterien) Fäden nahe den Öffnungen heißer Quellen
  • <66°C, Chloroflexus (grüne nicht-Schefelbakterie) und Cyanobakterien-Matten und Bänder mit Fadenbakterien
  • <58°C, Chromatium (Bakterium) bildet dunkle Matten (unüblich)
  • 25...54°C, Chlorobium (Bakterium) Matten; Calothrix-Bänder; Synechococcus
  • Orange - Chloroflexus und Cyanobakterien im Sommer
  • Grün - Chloroflexus und Cyanobakterien im Winter; Chlorobium im kälteren Wasser
  • Cremefarben - Fadenbakterien
© 1999-2009 Copyright by Jürgen Kühnle
Über Anregungen und Kommentare zu diesen Seiten würde ich mich freuen juergen@kuehnle-online.de.