Der Blutregen und seine Alge
An den Herbst des Jahres 2014 werden sich die Bewohner der nordspanischen Provinz Zamora noch lange erinnern. Das Wetter war ungemütlich, es regnete stark und dann gab es da noch ein ungewöhnliches Phänomen: Das Wasser in Dorfbrunnen, Pools, Zisternen und Tümpeln, das zuvor klar gewesen war, färbte sich plötzlich blutrot. Hatte sich jemand einen schlechten Scherz erlaubt? Waren etwa Chemikalien ins Wasser geraten?
Fantastische Naturerscheinungen
Alchemisten glaubten einst, dass das Entstehen von roter Farbe ein lebendiger Prozess sei. Und im Grunde hatten Sie recht. Die Farbe Rot umfasst verschiedenste Tönungen: Das Karminrot der Koschenillelaus, das in Lippenstiften zu finden ist, das Rot der Bleimennige, mit dem die Römer Götterstatuen färbten, oder der Färberkrapp, mit dem man im Mittelalter Teppiche und Kleidung der einfachen Leute einfärbte, um nur einige Beispiele zu nennen.2 Als Signalfarbe, Ausdruck von Liebe und Leidenschaft, Symbol für hohe Gerichtsbarkeit sowie Autorität und Würde erregt die Farbe Rot bis heute besondere Aufmerksamkeit und steht ebenso für Macht, Dominanz und auch Aggression.3 Schon in den Schriften der Antike, insbesondere der Bibel, und ebenso im Mittelalter schenkte man rot gefärbten Erscheinungen in der Natur große Beachtung. So wurde in der griechischen und römischen Antike bereits der sogenannte »Blutregen« beobachtet. Homers Illias (etwa 8./7. Jh. v. Chr.) beschreibt diese Himmelserscheinung und macht Göttervater Zeus dafür verantwortlich.4 Der Geschichtsschreiber Livius (59 v. Chr.–17 n. Chr.) bewertet es als ein Vorzeichen, was wiederum der Politiker und Philosoph Cicero (106–43 v. Chr.) bezweifelt und stattdessen eine naturwissenschaftliche Erklärung versucht: dass nämlich die Verbindung von Regen mit bestimmten Erden einen blutähnlichen Effekt ergeben könne.5 Im England des Mittelalters unterstreicht der angelsächsische Kleriker Geoffrey von Monmouth (1095–1155) die Bedeutung des Blutregens als Omen. Seit dem 19. Jahrhundert nahm das akademische Interesse an roten Naturerscheinungen deutlich zu, und alles, was in der Naturwissenschaft Rang und Namen hatte, stellte entsprechende Untersuchungen an. Der Zoologe Christian Ehrenberg (1795–1876) war es, der 1847als Erster in seiner Abhandlung »Passatstaub und Blutregen« die wissenschaftliche Seite des Phänomens beleuchtete. Etwa zur selben Zeit war der Naturforscher Charles Darwin (1809–1882) mit der kleinen Brigg HMS Beagle auf dem Atlantik unterwegs und recherchierte umfangreich zum Thema Blutregen.
Die rote Blüte der Schneealge
Ein weiteres Phänomen, das Aufsehen erregte, war »Blutschnee«; und zu verdanken war dies unter anderem einer Zeichnung des schottischen Polarforschers John Ross (1777–1856). Er unternahm 1818 eine Arktis-Expedition zum Nordpol und erreichte am 17. August die grönländische Nordwestküste nahe Kap York. Dort waren die Klippen mit immensen Schneefeldern aus rotem Schnee überzogen. Dieser ungewöhnliche Anblick veranlasste Ross zu einer Notiz in seinem Expeditionstagebuch: »We now discovered that the snow, on the face of the cliffs, presented an appearance both novel and interesting, being apparently stained, or covered, by some substance, which gave it a deep crimson colour.«6 (»Jetzt überraschte uns der Schnee oben auf den Klippen mit einem eben so neuen als merkwürdigen Anblick. Er war mit einer Substanz vermischt oder bedeckt, die ihm eine dunkle Karmesinfarbe gab.«7) Er taufte die Klippen in der Baffin-Bucht Crimson Cliffs (englisch für: karmesinrote Klippen). Einige Proben des geschmolzenen Schnees und seiner Sedimente brachte Ross zurück nach Europa, wo Chemiker, Naturforscher und Astronomen darüber in Aufregung gerieten. Worum handelte es sich? Um organisches oder anorganisches Material? War es roter Staub, eine Alge oder ein Pilz? Woher kam es? 1824 bezeichnete der schwedische Botaniker Carl Adolph Agardh (1785–1859) die Organismen aus dem ewigen Schnee als Protococcus nivalis für Schneealge.8 Zu seinem Namen war der Blutschnee also durch die Pigmentierung von Algen gekommen. Die Schneealge ist eine kälteangepasste Mikroalge, ein echter Überlebenskünstler in den extremen Umweltverhältnissen der ewigen Schnee- und Eisgebiete. Sie wächst in den obersten Zentimetern der Schneeschicht und ist hier nicht nur einem Unterangebot von Nährstoffen und extremen Temperaturen ausgesetzt, sondern auch starker UV-Strahlung. Um durch die hohe UV-Strahlung keinen Schaden zu nehmen, bildet sie zum Schutz Pigmente. Bei einem der Pigmente handelt es sich um das Ketocarotinoid Astaxanthin, dessen blutrote Farbe den Schneealgenblüten die Bezeichnung »Roter Schnee« oder unter den frühen Seefahrern den Namen »Blutschnee« einbrachte.
Die besondere Kraft, die in diesem natürlichen Farbstoff liegt, werden Sie im Folgenden detailliert entdecken.
Der spanische Blutregen
Heute weiß man, dass »Blutregen« ein seltenes, aber ungefährliches Wetterphänomen ist, an dem zumeist Staub aus der Sahara beteiligt ist. Dieser Saharastaub unternimmt weite Reisen durch die Atmosphäre. Wird er dann schließlich von Regentropfen zum Erdboden zurücktransportiert, kann er den Niederschlag leicht bräunlich oder rötlich färben, und man spricht von Blutregen. Es ist nicht ungewöhnlich, dass der Saharastaub bis nach Mitteleuropa vordringt: Durchschnittlich etwa fünf bis 15 Mal im Jahr zieht Wüstenstaub aus der Sahara über Marokko und Frankreich zum Beispiel nach Deutschland. Doch im Herbst 2014 hatte der Saharastaub mit dem Blutregen auf der Iberischen Halbinsel nichts zu tun.
In den Dörfern Zamoras, der wild-ursprünglichen Region im Nordwesten von Kastilien-León, hatte so manch einer gleich eine theologische Vermutung. War das blutfarbene Wasser ein düsteres Vorzeichen? Sollte man sich an die Zehn Plagen der Bibel erinnern? Vor allem an die erste, die im zweiten Buch Mose beschrieben wird: »Mose und Aaron taten, wie ihnen der HERR geboten hatte. Da hob er den Stab und schlug ins Wasser, das im Nil war, vor dem Pharao und seinen Großen. Und alles Wasser im Strom wurde in Blut verwandelt.«
Jetzt traten Forscher der Universität Salamanca auf den Plan. Nach intensiver Suche fand sich ein plausibler Hintergrund und damit eine naturwissenschaftliche Erklärung für das Phänomen. Der Regen, der in einigen Ortschaften der Region niedergegangen war, hatte einen seltsamen Reisenden mitgebracht: Eine grüne Mikroalge, die sich rötlich verfärbt, sobald sich ihre Lebensbedingungen verschlechtern.
Von Makro- und Mikroalgen
Algen leben nahezu überall: in Ozeanen, im Süßwasser und auf feuchten Oberflächen und Böden, selbst in extremen Klimazonen finden sich Spezialisten. Die Geschichte der Algen beginnt vor etwa drei Milliarden Jahren, als sich die ersten Cyanobakterien, auch Blaualgen genannt, entwickelten, und infolge die Erdatmosphäre mit Sauerstoff anreicherten. Durch Endocytobiose, bei der Einzeller als Wirt wesentlich kleinere Zellen als Untermieter aufnehmen, entwickelten sich 1,5 Milliarden Jahre später die ersten Grünalgen.9 Auf der Erde existiert mit weit über Hunderttausend Algenarten eine riesige Artenvielfalt. Algen können frei schwimmend oder festsitzend vorkommen. Als Überlebenskünstler passen sie sich hervorragend an die sie umgebenden Umweltverhältnisse an und so findet man sie sowohl in permanent oder nur zeitweise feuchten Standorten, in Trockengebieten, in heißen Quellen und sogar in Eis und Schnee.
Morphologisch kann man grob zwischen Mikro- und Makroalgen unterscheiden, denn ihr Formenreichtum reicht vom einen Mikrometer großen Einzeller bis hin zum meterlangen Großtang. Die Großalgen sind die Makroalgen. Sie erinnern in ihrer Struktur an Blätter, Stängel und Wurzeln und können bis zu 50 Meter lange Tange und ganze Unterwasserwälder bilden. Die Winzlinge unter den Algen sind die mikroskopisch kleinen Mikroalgen. Mikroalgen kommen in allen aquatischen Ökosystemen der Erde vor. Sie stellen eine große Gruppe Fotosynthese betreibender, einzelliger Kleinstorganismen dar und erscheinen entweder als komplexere Eukaryoten mit einem echten Zellkern oder als sehr einfache Prokaryoten ohne Zellkern. Ihre Artenfülle ist weit größer als die der höher entwickelten Pflanzen: Obwohl man davon ausgeht, dass mehr als 350 000 Arten existieren, wurden bis heute nur etwa 30 000 erforscht und analysiert.10 Algen sind Lebewesen mit ganz erstaunlichen Fähigkeiten: Sie sind einfach strukturiert, äußerst genügsam, wachsen schnell und können außerdem auch eine ganze Reihe wertvoller Substanzen auf ganz natürlichem Weg herstellen. Dazu gehören beispielsweise: Mehrfachzucker (Polysaccharide), Lipide, Proteine, Karotinoide, Pigmente, Vitamine, Sterine, Enzyme, Antibiotika, pharmazeutisch wirksame Stoffe, Feinchemikalien oder auch Biokraftstoffe. Das macht sie zu interessanten Rohstoffen für die Nahrungsmittelindustrie, für Kosmetik, Pharmazie, Chemie und die Bioenergiebranche. Heute sind Mikroalgen die Hoffnungsträger unter den nachwachsenden Rohstoffen. In ihnen sieht man eine der meistversprechenden biotechnologischen Ressourcen für die Isolierung neuer Produkte, aber auch für die Entwicklung neuer...
