Symbiose

Im Laufe der Evolution hat GAIA gelernt, dass es Lebensgemeinschaften der unterschiedlichen Einzeller geben kann, wobei beide von einer Zusammenarbeit für ihre Ziele profitieren können.

Verschiedene Bakterien, insbesondere innerhalb der Cyanobakterien bilden komplexe Kolonien, die eine gemeinsame Schleimhülle und spezialisierte Zellen (z.B. Sporen oder Nährstoffe speichernde Zellen) bilden können.

Verschiedene Algen bilden Kolonien mit einer Tendenz zur Zelldifferenzierung. Bei Schleimpilzen finden sich einzellige, mehrkernige und mehrzellige Formen, die teilweise abhängig von Umweltbedingungen ineinander übergehen können.

Methanfresser

Methanfressende Bakterien benötigen Sauerstoff und scheiden Wasser und Kohlenstoffdioxid aus.
In Symbiose mit Archaeen sind sie auch in der Lage in Sauerstoffarmen Gewässern wie dem Schwarzen Meer Methan zu verstoffwechseln.

Riesige Riffe aus Mikroorganismen, die sich von Methan ernähren, haben Wissenschaftler vom Bremer Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie sowie von der Universität Hamburg in Küstengewässern des Schwarzen Meers entdeckt (Science, 9. August 2002).

Im Bodenwasser des größten sauerstofffreien Meeresbeckens der Welt, dem Schwarzen Meer, gibt es genügend Methan. Im Westen der Halbinsel Krim fanden die Meeresforscher in einer Wassertiefe von 230 Metern ein riesiges Riff. Gasblasen durchströmen kontinuierlich die teilweise bis zu vier Meter hohen und einen Meter breiten Riffstrukturen. Diese bestehen aus dichten Matten von Mikroorganismen, die im Inneren durch kalkartige Ausfällungen von Karbonaten gestützt werden. Das Karbonat entsteht wie Schwefelwasserstoff als Abfallprodukt aus der Oxidation von Methan mit dem im Meerwasser reichlich vorhandenem Sulfat.

Die Riff-bildenden Mikroorganismen im Schwarzen Meer sind Verwandte der im Jahr 2000 entdeckten kleinen Zellklumpen aus Archaea und Bakterien. Auch die Schwarzmeer-Bewohner sind in der Lage, große Mengen von Methan mit Sulfat umzusetzen und als Kohlenstoffquelle für ihr Wachstum zu nutzen.

Stomatolithen

Wesentliche Voraussetzung der Bildung von Stromatolithen sind Biofilme, die aus Mikroorganismen bestehen (Mikrobenmatten). Bei rezenten Stromatolithen bestehen die 1 – 10 mm dicken Biofilme meistens aus einer Basislage von heterotrophen Bakterien, eingebettet in einer von den Mikroorganismen gebildeten Matrix aus Schleim (Polysaccharide und anderen Biopolymeren), und aus einer oberen Lage von überwiegend phototrophen Mikroorganismen, vergesellschaftet mit einem geringeren Anteil Heterotropher.

Die Biopolymere sind an der Bindung der Sedimentpartikel wesentlich beteiligt. Der weit überwiegende Teil der Stromatolithen besteht aus Kalkstein. Dieser wird größtenteils durch Fällung gebildet.