Wetter und menschliche Aktivitäten beeinflussen die Extremophile des Sees

Der Große Salzsee, der sich in Utah, USA, befindet, ist aufgrund seiner einzigartigen ökologischen Dynamik und des Einflusses sowohl menschlicher Aktivitäten als auch Wettermuster auf sein mikrobielles Leben zu einem Schwerpunkt für wissenschaftliche Forschung geworden. Der See ist durch einen 32 Kilometer langen Damm in einen hoch salzigen Nordarm und einen weniger salzigen Südarm unterteilt, in denen jeweils unterschiedliche Extremophile-Gemeinschaften leben, Organismen, die unter extremen Bedingungen überleben können. Eine Lücke im Damm, die die Salzgehalt regulieren soll, hat es den Wissenschaftlern ermöglicht zu beobachten, wie diese mikroskopischen Lebensformen auf Umweltveränderungen reagieren. Im Herbst 2022 erreichte der See aufgrund mehrerer Jahre schwerer Dürre ein historisches Tief.

Um die schwankenden Wasserstände zu bewältigen und den gewünschten Salzgehalt im Südarm zu halten, bauten Regierungsbehörden eine Berme, eine erhöhte Struktur, um den Wasserfluss durch den Kanal zu kontrollieren. Die Höhe dieser Berme konnte angepasst werden und bot ein Werkzeug, um die Auswirkungen von extremen Wetterbedingungen und menschlichen Eingriffen zu mildern. Forscher der Duke University, darunter Dr. Amy Schmid und Dr. Alex Phillips, führten im Laufe eines Jahres saisonale Probenahme durch und zeichneten damit die erste umfassende Studie über mikrobielle Gemeinschaften im Großen Salzsee in allen Jahreszeiten.

Ihre Ergebnisse, die in Applied and Environmental Microbiology veröffentlicht wurden, zeigen, dass Veränderungen im Wasserfluss, ob durch Wetter oder menschliches Management verursacht, die Verteilung und Interaktion von Mikroorganismenarten erheblich verändern. Hydrodynamische Modellierung bestätigte, dass diese Veränderungen über die unmittelbare Nähe des Bruchs hinausgehen und mikrobielle Gemeinschaften auch in Gebieten beeinflussen, die weit vom Damm entfernt sind. Während der Dürre von 2022 blieb die mikrobielle Vielfalt im Nordarm relativ stabil, während der Südarm einen bemerkenswerten Rückgang verzeichnete. Diese Verschiebung wird auf veränderte Wasserflussmuster um die Unterwasserberme zurückgeführt.

Phillips stellte fest, dass die Bewegung von extremen hypersalinen Mikroben vom Nordarm in die weniger dichten Gewässer des Südarms einseitig erscheint, was auf ein mögliches Ungleichgewicht in den natürlichen Prozessen des Ökosystems hindeutet. Zukünftige Studien werden die zugrunde liegenden Gründe für diese gerichteten Bewegungen erforschen. Der Große Salzsee ist ein Endsee, was bedeutet, dass er hauptsächlich Wasser von Flüssen erhält und es ausschließlich durch Verdunstung verliert. Seine Größe und Lage machen ihn besonders anfällig für Umweltdruck.

Die beiden Arme des Sees repräsentieren nun verschiedene Phasen der Austrocknung, wobei sich der nördliche Arm möglicherweise einer kritischen Schwelle nähert, in der er in eine vollständig Binnenlandsumgebung übergehen könnte.

Die mikrobiellen Populationen bilden die Grundlage des Nahrungsnetzes des Sees und füttern Wirbellosen wie Salzlake und Fliegen, die Millionen von Zugvögeln unterstützen, die jährlich auf den See angewiesen sind. Dr. Bonnie Baxter, Molekularbiologin am Great Salt Lake Institute, hob die Bedeutung der Studie hervor, um zu verstehen, wie die Berme mikrobielle Interaktionen beeinflusst. Sie stellte fest, dass die bisher gesammelten Basisdaten bereits die Naturschutzbemühungen beeinflusst haben und Diskussionen zwischen Staatsbeamten über die breiteren Auswirkungen der Veränderung der natürlichen Kanäle des Sees ausgelöst haben.

Die Forschung unterstreicht das empfindliche Gleichgewicht zwischen menschlicher Tätigkeit und natürlichen Systemen und bietet wertvolles Wissen, das zukünftige Politiken zum Schutz eines der einzigartigsten Ökosysteme Nordamerikas leiten könnte.