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PM 2020-12-08 Ab in die Wüste!

Als junger Nachwuchswissenschaftler gelingt es nur selten, neue Forschungsprojekte verbunden mit der eigenen Stelle über mehrere Jahre hinweg von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert zu bekommen, doch diese besondere Anerkennung wurde nun Herrn Dr. Patrick Jung mit seinem Projekt ‚Grit Life‘ zu teil. Seine Arbeiten werden sich also auch zukünftig an der Hochschule Kaiserslautern mit der Erforschung einer einzigartigen mikrobiellen Lebensgemeinschaft, der sogenannten Grit Crust (zu Deutsch Grus Kruste) in der küstennahen Atacama Wüste Chiles beschäftigen.

Seit 2016 erforscht Dr. Jung Grünalgen, Cyanobakterien und Flechten, denen es gelingt in der ältesten und trockensten Wüste unserer Erde, der Atacama Wüste Chiles, zu überleben. Starke Temperatur- und Strahlungsschwankungen sowie Nebel und Tau als einzige regelmäßige Wasserquellen erschweren die Lebensbedingungen in dieser kargen und extremen Landschaft, wodurch lediglich in unmittelbarer Küstennähe einige wenige besonders angepasste Pflanzen wie etwa Euphorbien und Kakteen überleben können – so dachte man zumindest lange. Bereits bei den ersten Erkundungen von Dr. Jung und seinen Kollegen vielen den Wissenschaftlern große, den Boden schwärzlich erscheinen lassende Flecken auf, welche die eigentlich rötlich-weißliche Steinlandschaft prägten. Bei detaillierten Betrachtungen der Expertengruppe aus Biologen, Bodenkundlern, Geographen und Klimaforschern viel jedoch schnell auf, dass der dunkle Farbton durch Mikroorganismen hervorgerufen wurde, welche kleine, etwa 6 mm große Quarzsteinchen besiedeln und im trockenen Zustand schwärzlich gefärbt sind. Von dort an beschäftigte sich Dr. Jung ausgiebig mit dieser bisher unbekannten neuen Lebensgemeinschaft aus Algen, Flechten und Pilzen, wobei er und seine Kollegen bisher schon aufzeigen konnte, dass diese ‚Grit Crust‘ getaufte Lebensgemeinschaft (zu Deutsch Grus Kruste) eng an den zyklisch auftretenden Nebelwassereintrag angepasst ist, welcher die Photosynthese der Organismen befeuert und somit auch biologische Verwitterungsprozesse in Gang setzt. Letztere führen über längere Zeiträume zur Zersetzung des bereits kleinkörnigen Gesteins hin zur Anreicherung des feinen Bodenmaterials sowie zur initialen Bodenbildung auf Landschaftsniveau, worüber wir bereits vor kurzem berichteten.

Mit diesen und zahlreichen weiteren Forschungsinhalten um Algen, Flechten und Pilzen aus der Atacama Wüste und anderer extremer Standorte auf der Erde wie etwa der Antarktis konnte Dr. Jung  die Gutachter der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) überzeugen, seine Forschungen nun mindestens drei weitere Jahre an der Hochschule Kaiserslautern fortsetzen zu können. Das im kommenden Jahr startende Forschungsprojekt nennt sich ‚Grit Life‘ und soll den Nachwuchswissenschaftler befähigen vor allem die Zusammensetzung der an der Grus Kruste beteiligten Mikroorganismen weiter zu erforschen, denn hinter der ‚Fleckenbildung‘ in der Landschaft vermutet der Biologe auch eine Beteiligung von bisher wenig bekannten parasitischen Pilzen. Diese scheinen dynamisch die photosynthetisch aktiven Organismen wie etwa die Algen und Flechten zu konsumieren, bis letztere verschwinden oder sich an anderen Stellen wieder ansiedeln. Es könnte sein, dass sich dadurch das schwarz-weiße Muster im Nationalpark Pan de Azúcar, in dem die Grus Kruste erstmals entdeckt und beschrieben wurde dynamisch verändert, wofür Dr. Jung bereits erste Belege hat. Um die genauen Effekte von Nebel- und Tauwasser auf die Organismengemeinschaft sowie der Topographie der Landschaft mit einzubeziehen werden zudem fünf Klimastationen entlang eines 20 km langen Transekts von der Küste bis ins Landesinnere aufgestellt. Die gewonnen Erkenntnisse über die das Extreme liebende Mikroorganismen könnten unter anderem schon bald auf mögliches Leben auf anderen Planeten übertragen werden zumal die Atacama Wüste oft mit dem Mars verglichen wird. Unterstützung enthält Dr. Jung dabei von seinem national und international bestens ausgebautem Netzwerk aus Geographen der Universitäten Marburg und München, Pilzexperten der Universität Graz, Astrobiologen aus Spanien, den Nationalpark Rangern Chiles sowie Bioinformatikern aus der Schweiz und der Ukraine.