»Die haben es weggelutscht wie blöd« – an den Satz ihres Kollegen erinnert sich die Meeresbiologin Nicole Dubilier noch genau. Denn er bestätigte eine wichtige Entdeckung, die nun die Titelseite des Fachmagazins Nature ziert : Die Wissenschaftler haben erstmals nachgewiesen, dass Lebensgemeinschaften in der Tiefsee Wasserstoff als Energiequelle nutzen, um sich zu ernähren. Nach bisheriger Kenntnis standen nur Methan und Schwefelverbindungen auf ihrer Speisekarte in den wohl unwirtlichsten Biotopen der Erde.

Hydrothermale Quellen in der Tiefsee sind schon seit 1977 bekannt. Sie liegen vermehrt dort, wo sich die Platten der Erdkruste auseinanderbewegen oder sich eine Erdplatte unter eine andere schiebt. Bis zu 400 Grad Celsius heißes Wasser strömt dort aus bizarren Schloten, den Schwarzen Rauchern. Sie schleudern dabei Mineralien und Nährstoffe aus dem Erdinnern in die finstere Tiefsee; eine Oase für Muscheln, Krabben oder Röhrenwürmer, die rund um die Raucher gedeihen. Man schätzt, dass es am Meeresboden etwa tausend Zonen mit Quellen dieser Art gibt, auch »hydrothermale Felder« genannt. 150 davon sind bisher erkundet worden. »Schon die Forscher in den achtziger Jahren dachten, Wasserstoff sei ein guter Energieträger für die dort lebenden Tiere«, sagt Dubilier. Belegen ließ sich die These jedoch nie, zu ungünstig waren die Bedingungen vor Ort, zu flink ist das Wasserstoffgas: Rasch entweicht es und durchdringt so ziemlich alles, Gummipfropfen etwa und in winzigen Mengen sogar das Glas der Probenröhrchen.

Dubilier vom Bremer Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie und Marum sowie ihren 14 Kollegen (darunter viele aus Bremen, Hamburg und Leipzig) ist nun der Nachweis gelungen . Es bedurfte großer Ausdauer, moderner Technik und des Energiehungers von Bathymodiolus puteoserpentis . Diese Verwandte der Miesmuschel lebt in 3.000 Meter Tiefe. Am Logatchev-Feld im Norden des Mittelatlantischen Rückens tummeln sich gut 2000 Muscheln pro Quadratmeter, insgesamt bis zu eine halbe Million der Tiere. »Hier gibt es wahnsinnig hohe Wasserstoffkonzentrationen. Das hat es uns erleichtert, herauszufinden, dass die Muscheln ihn tatsächlich verwenden können«, sagt die Meeresforscherin.

Wie kann das Tier vom Gas leben? Das funktioniert nur dank spezieller Untermieter, Bakterien nämlich. Sie sitzen in den Kiemen der Muscheln und können sowohl Kohlendioxid (CO 2 ) als auch Wasserstoff aus dem Meerwasser filtern. Aus den Bestandteilen bilden sie Kohlenhydrate – von denen sich dann die Muscheln ernähren. »Das ist ganz ähnlich wie bei der Photosynthese, bei der die Chloroplasten in den Pflanzen die Lichtenergie nutzen, um CO 2 zu fixieren«, erklärt Dubilier. Statt Licht nutzten die Tiefseebewohner halt jene Energie, die bei den chemischen Reaktionen freigesetzt wird. Pro Stunde oxidiere die Muschelpopulation am Logatchev-Feld etwa 5.000 Liter Wasserstoff, schätzen die Forscher.

Mit Tauchrobotern nahm das Team auch Proben von den südlicher gelegenen Feldern Wideawake und Lilliput . Dort konsumieren die Muscheln zwar von Natur aus weniger Wasserstoff, »wenn wir ihnen aber im Schiffslabor viel davon anbieten, dann kommen auch sie richtig in die Gänge«, sagt Dubilier.

Sechs Jahre dauerte es, bis die Forscher mithilfe von molekularbiologischen und mikroskopischen Methoden zeigen konnten, dass die Gene für die Verwendung von Wasserstoff tatsächlich in den Untermietern vorhanden und auch aktiv sind. Eines zum Beispiel namens hupL ermöglicht es den Bakterien, dem Wasserstoff seine wertvolle Energie zu entlocken. Mittlerweile ist eine ganze Gruppe relevanter Gene bekannt. Das Schlüssel-Gen ist auch bei Bakterien von Pazifikmuscheln, Röhrenwürmern und Tiefseegarnelen entdeckt worden. Für Dubilier steht damit fest, dass die Bedeutung von Wasserstoff bislang unterschätzt worden ist. »Die Bilanzen über die Energiequellen in der Tiefsee und die Gemeinschaften, die dort aufgebaut werden, müssen neu überdacht werden.«

Denn unser Planet ist im Grunde eine Batterie. Eine dünne Schicht der Oberfläche sei oxidiert (Pluspol), das Innere hingegen reduziert (Minuspol), heißt es in einem begleitenden Artikel. Das Wasser der heißen Quellen verbindet die Pole, liefert Wasserstoff und Elektronen – und hält so einen grundlegenden Energiefluss am Laufen.