Einzeller mit eingebauter Kompassnadel

- Die winzigen Bakterien, die Michael Winklhofer unter seinem Mikroskop betrachtet, scheinen willenlos zu sein. Unablässig flitzen sie von einer Ecke in die andere, schlagen Hacken oder drehen Kreise. Kurz zuvor hat der Geophysiker vom Department für Geo- und Umweltwissenschaften der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) eine Wasserprobe mit Schlamm auf den Glasträger unter dem Mikroskop gelegt. Die Probe haben die Wissenschaftler vom Grund des Chiemsees geholt.

Magnetobacterium bavaricum lebt in bayerischen Seen

Grund für das Rasen der Einzeller sind vier rote Kästen, die rechts und links an der Apparatur angebracht sind: Drahtspulen erzeugen ein Magnetfeld Geophysiker das Magnetfeld verändert, reagieren die Mikroorganismen und passen ihre Bewegungsrichtung an. "Im Schlick und im Schlamm der bayerischen Seen wimmelt es von Leben", erklärt Professor Nikolai Petersen, Leiter der Arbeitsgruppe "Biogeomagnetismus" an der LMU. Millionen von Mikroorganismen tummelten sich dort auf wenigen Zentimetern.

Um sich in der Dunkelheit zu orientieren, haben die Bakterien wenig Möglichkeiten. Lange war unklar, wie es die winzigen Bewohner der Seegründe schaffen, sich zurecht zu finden. Mittlerweile weiß man, dass die Mikroben das Erdmagnetfeld nutzen.

Petersen und Winklhofer erforschen die Bakterien, die diese Begabung in oberbayerischen Seen perfektioniert haben. Zweimal im Jahr fahren die Forscher mit der Priener Wasserwacht auf den Chiemsee und holen Sedimentproben vom Grund.

"Wir haben hier vor einigen Jahren ein Bakterium entdeckt, das sich am Magnetfeld der Erde orientiert und das man bis jetzt nur in oberbayerischen Seen gefunden hat", sagt Petersen. Die LMU-Geowissenschaftler haben ihm den Namen "Magnetobacterium bavaricum" gegeben. Auf einem Plakat in ihrem Labor bezeichnen sie es auch liebevoll als "Monster der bayerischen Seen", weil es fünfmal so groß ist wie seine Artgenossen.

Wie sich Magnetobakterium bavaricum anhand des Erdmagnetfelds zurecht findet, haben die Wissenschaftler unter ihren Elektronenmikroskopen beobachtet, indem sie die winzigen Seebewohner Magnetfeldern aussetzten.

Die Mikroorganismen reagieren blitzschnell: Drehen die Forscher das Magnetfeld um, machen auch die Mikroben fast zeitgleich in Nord-Süd-Richtung kehrt. Es ist als tanzten sie Walzer.

Durchleuchtet man die Mikroorganismen, wird klar, was ihnen die fantastische Orientierungs-Fähigkeit verleiht: "In die Bakterien sind winzige Magnetite eingebaut", erklärt Winklhofer. Diese Mineralpartikel richten die Einzeller in Nord-Süd-Richtung aus, wie bei einer Kompassnadel. Jetzt wollen die Forscher klären, wie die Bakterien die Magnetite in ihrem Körper herstellen. "Dieser Einbau erfordert sicherlich viel Energie", sagt Winklhofer, "trotzdem ist diese Erfindung der Natur energiesparender, als wenn die Bakterien orientierungslos umherstreifen."

Dass sich auch Tiere das Erdmagnetfeld für ihre oft tausende Kilometer langen Wanderungen über die Kontinente und Meere nutzen, ist bekannt. Doch dieses Phänomen birgt noch viele Rätsel. "Wenn man diesen Mechanismus an einfachen Organismen verstanden hat, kann man vielleicht Rückschlüsse auf Tiere, wie Insekten oder Vögel ziehen", meint Petersen.

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