Von Annett Zündorf

Biologen entdecken Massen unbekannten Lebens im Ozean. Im Picoplankton versteckt sich eine neue Klasse von Lebewesen.

"Das Schwierige war nicht das Entdecken selbst, sondern mitzubekommen, dass wir etwas entdeckt haben", sagt Klaus Valentin, Evolutions- und Molekularbiologe am Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven. Sofort erkannten die Forscher nicht, auf was sie gestoßen waren. Dabei hat ein internationales Team um den Franzosen Fabrice Not nicht nur neue Arten gefunden, sondern gleich ein neues Reich von Organismen entdeckt. Picobiliphyta - kleine grüne Pflanzen mit Phycobiliproteinen - haben die Wissenschaftler ihren Fund getauft (Science, Bd. 315, S. 252, 2007).

"Wir haben lange hin und her gerechnet, aber man kann sie keiner bekannten Gruppe zuordnen", sagt Valentin. Es musste sich also um eine ganz neue Gruppe von Eukaryoten handeln. Das klingt wissenschaftlich-nüchtern, gleicht aber einer Sensation: Eukaryoten sind Lebewesen mit echten Zellen, die Zellkern, Mitochondrien und Organellen besitzen, also zum Beispiel Pilze, Landpflanzen oder Tiere.

Neue Abfolgen in der Gen-Struktur von Organismen finden Forscher von Zeit zu Zeit, aber häufig stellt sich heraus, dass es eine Täuschung war. "Aber wenn man sie über Jahre an verschiedenen Orten immer wieder findet, kann man vermuten, dass es real ist", sagt Valentin.

Lebewesen vom Rang einer neuen Klasse

Die Neulinge im System haben den Rang einer Klasse oder Division bekommen. Tiere, Pilze und grüne Pflanzen sind jeweils eine Klasse. Vom Rang her, sagt Valentin, wäre es so, als hätte man bisher die Tiere übersehen. "Das heißt nicht, dass die neue Gruppe so wichtig ist wie die Tiere. Aber zumindest ist sie evolutionär gesehen genauso wichtig und verschieden von allen anderen, wie Tiere von Pflanzen verschieden sind."

Ende der neunziger Jahre begann das europäische Projekt Picodiv, mit dem geklärt werden sollte, welche Organismen wie häufig im Picoplankton vorkommen. "Man hatte schon vor der Bestandsaufnahme den Verdacht, dass die Vielfalt größer ist als angenommen", sagt Valentin. "Aber ich habe nicht erwartet, etwas besonderes zu finden."

Zwei Jahre lang nahmen Wissenschaftler Proben: bei Roscoff in Frankreich, im Mittelmeer vor Barcelona, vor den Orkney-Inseln, in Alaska und Norwegen. Valentin schipperte vor Helgoland auf die Nordsee und schöpfte selbst Wasser. Dies wurde über mehrere Filter aufgetrennt, denn zum Plankton, der Gemeinschaft frei im Wasser schwebender Lebewesen, zählen Organismen in verschiedenen Größen.

Das Picoplankton gehört zu den kleinsten Formen. Zwischen drei und einem halben Mikrometer messen die Winzlinge, im Lichtmikroskop sind sie kaum zu erkennen. Sie leben überall im Meer, am häufigsten in nährstoffarmen Bereichen. Dazu gehören weite Teile des Pazifiks. Bis zu 50 Prozent der Biomasse werden dort von Picoplankton produziert.

In den gefilterten Proben der Meeresbiologen fanden sich Bakterien, Kieselalgen und eine unübersehbar große Menge anderer Organismen. "Weil es so schwierig ist, das Picoplankton mit dem Mikroskop zu charakterisieren, haben wir einen anderen Ansatz gewählt", sagt Valentin. Aus den Proben wurde die 18S-rDNS isoliert, ein Gen für die Proteinsynthese, das in allen Lebewesen vorkommt. Dieses Gen hat sich im Laufe der Evolution verändert, aber es gibt Stellen, die beim Menschen genauso aussehen wie bei primitiven Pilzen.