Ob im Grundwasser, in den Poren tiefer Gesteinsschichten oder unter dem Meeresgrund: Im Untergrund unseres Planeten verbirgt sich eine ganz eigene Lebenswelt. Noch bis in zehn Kilometer Tiefe leben Bakterien, Archaeen und andere Mikroben. Aber auch Fadenwürmer, Bärtierchen und andere eukaryotische Organismen wurden in der tiefen Biosphäre schon entdeckt – wenn auch eher selten. Die Extrembedingungen in der Tiefe – Dauerdunkel, kaum Sauerstoff und wenig Nährstoffe – gelten als eher ungeeignet für Eukaryoten.
„Es gab lange keine Belege dafür, dass auch Eukaryoten in größerer Zahl im tiefen Untergrund vorkommen“, erklärt Quinn Moon von der University of Michigan. „Man hat zwar DNA-Spuren von ihnen gefunden, aber diese eukaryotischen Organismen galten als ruhend oder nur vorübergehend im Untergrund präsent.“
Pilzliches Leben noch in 500 Meter Tiefe
Jetzt belehren uns Proben aus dem tiefen Untergrund der USA eines Besseren. Sie stammen aus 200 bis 500 Meter tiefen Erdgas-Bohrungen, die bis in eine eiszeitliche Schieferformation hinabreichen. „Ein Großteil dieses Wassers war zuletzt vor 11.000 Jahren in Kontakt mit der Oberfläche“, erklärt Moon. Bewohner dieses Lebensraums müssen sich daher schon vor Jahrtausenden an das Leben im Untergrund angepasst haben. Was dort lebt, haben die Forschenden durch Analysen ribosomaler RNA ermittelt.
Das Ergebnis überraschte: Unter den rund 410.000 bis 630.000 Zellen pro Milliliter Porenwasser stammte rund jede zehnte von Pilzen und damit eukaryotischen Organismen. In einem einzigen Tropfen dieses Wassers aus dem tiefen Untergrund lebten damit im Schnitt 250 einzellige Pilze – fast genauso viele wie im offenen Meer. „Die Biomasse dieser Pilze liegt mit 27,2 bis 44,25 Mikrogramm Kohlenstoff pro Liter zwischen der des offenen Ozeans und den stark vom Menschen geprägten Küstengewässern“, berichten Moon und sein Team.
Tiefe Biosphäre als unterschätzter Pilz-Lebensraum
Auch die Artenvielfalt dieser im Tiefengestein vorkommenden Pilze war unerwartet hoch: Die Forschenden identifizierten 689 verschiedene Pilzarten in ihren Proben, darunter 13 zuvor völlig unbekannte Spezies. „Dies widerspricht der Annahme, dass der tiefe Untergrund zu lebensfeindlich für komplexere Lebensformen wie Pilze ist“, sagt Moon. „Unter günstigen Bedingungen können dort auch Eukaryoten sehr häufig sein.“ In ihren Proben fanden sich vereinzelt sogar mehrzellige Tiere wie Fadenwürmer und Bärtierchen.
Nach Ansicht der Forschenden spricht dies dafür, dass die Biomasse und Artenvielfalt eukaryotischer und speziell pilzlicher Organismen bislang stark unterschätzt wurde. „Bei Schätzungen der globalen Biodiversität der Pilze haben wir den tiefen Untergrund nie mit einbezogen“, erklärt Moon. Doch gerade in Gesteinsformationen, die Erdgas und Erdöl enthalten, könnten ähnlich wie in der Antrim-Formation große Mengen an Pilzen und anderen eukaryotischen Organismen leben.
Organische Relikte als Nahrung
Als Nahrungsgrundlage für die Pilze der tiefen Biosphäre dienen wahrscheinlich organische Reststoffe in den Gesteinsschichten, in diesem Fall im Ölschiefer der Antrim-Formation. „Ihr Abbau dient den Pilzen als Kohlenstoff- und Energiequelle“, erklären die Forschenden. Aus den organischen Relikten erzeugen die fakultativ anaeroben Pilze CO2, Acetat, Wasserstoff und Alkohole, die dann wiederum von Bakterien und Archaeen zur Synthese von Methan genutzt werden.
„Unsere Funde widersprechen damit der gängigen Annahme, nach der pilzlicher Abbau von organischem Material nur auf die Ökosysteme der Erdoberfläche beschränkt ist“, konstatieren Moon und sein Team. Stattdessen verstoffwechseln Pilze auch im tiefen Untergrund organische Relikte und setzen dabei CO2 und andere Kohlenstoffverbindungen frei. „Sie liefern damit einen konstanten Strom von bioverfügbarem Kohlenstoff und Energie, die die Grundlage dieses Ökosystems bilden“, so die Forschenden.
Die Organismen der tiefen Biosphäre bilden in Gesteinsschichten mit hohem Anteil organischer Relikte ein eigenes Nahrungsnetz. — © Moon et al./ The ISME Journal, CC-by 4.0
Ein eigenes Nahrungsnetz
Zusammen bilden die Organismen in diesem tief unter der Erdoberfläche liegenden Lebensraum damit ein eigenes Nahrungsnetz: Einige erzeugen die Rohstoffe, die andere für ihren Stoffwechsel benötigen. Aber auch Parasiten, Symbiosen und räuberische Organismen kommen im tiefen Untergrund solcher Gesteinsformationen vor. „Unsere Entdeckung öffnet ein Fenster in eine Welt, die dunkel, uralt und weitgehend vor uns verborgen ist – und sie ist alles andere als leblos“, sagt Moon.
Quelle: Quinn Moon (University of Michigan, Ann Arbor) et al., The ISME Journal, 2026; doi: 10.1093/ismejo/wrag184
