Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bakterien auf der frühen Erde sorgten für ihren eigenen Sonnenschutz

26.10.2015

Tübinger Geomikrobiologen testen Wirkung von Eisenmineralen als Abschirmung gegen lebensfeindliche UV-Strahlen

In der frühen Erdatmosphäre ohne schützende Ozonschicht lagerten lichtabhängige eisenoxidierende Bakterien Eisenminerale um sich herum ab, die sie gegen schädliche ultraviolette (UV-)Strahlen abschirmten. So konnten sich die Lebewesen vor drei bis vier Milliarden Jahren in einer rauen Umgebung behaupten.

Dies haben die Geomikrobiologen Tina Gauger und Professor Andreas Kappler vom Fachbereich Geowissenschaften der Universität Tübingen in Zusammenarbeit mit Professor Kurt Konhauser von der kanadischen University of Alberta in Edmonton in Laborexperimenten herausgefunden. Ihre Forschungsergebnisse werden in der Fachzeitschrift Geology veröffentlicht.

Unsere Erdatmosphäre besteht heute zu etwa 20 Prozent aus Sauerstoff. Er bildet nicht nur die Lebensgrundlage vieler Organismen, sondern dient auch als Sonnenschutz. Denn in der Atmosphäre reagieren Sauerstoffmoleküle unter Einwirkung von Sonnenlicht miteinander und bilden Ozon. Die Ozonschicht in der Stratosphäre absorbiert schädliche UV-Strahlung aus dem All und schützt Menschen, Tiere und Pflanzen auf der Erde vor Strahlenschäden.

Vor drei bis vier Milliarden Jahren enthielt die Erdatmosphäre kaum Sauerstoff, eine Ozonschicht gab es nicht. „Die Erdoberfläche, aber auch Flachwassergebiete der Urozeane waren damals hoher UV-Strahlung ausgesetzt“, erklärt Andreas Kappler. „Trotzdem entstand mikrobielles Leben, wir haben uns gefragt, wie das möglich war.“

Bestimmte lichtabhängige Bakterien sind in der Lage, gelöstes Eisen (Fe2+) als Nahrung zu verwenden und mithilfe der Energie des Sonnenlichts Fotosynthese zu betreiben. Anders als heutige Grünpflanzen setzen sie dabei keinen Sauerstoff frei. Als Abfallprodukte entstehen Eisenminerale und Rost. Die Eisenminerale haben besondere Eigenschaften: Sie absorbieren UV-Licht, aber der für die Fotosynthese wichtige Anteil des Sonnenlichts kann weiterhin von Organismen genutzt werden.

„Das zur Mineralbildung notwendige Eisen war in den sauerstofffreien Urozeanen der frühen Erde in viel größeren Mengen vorhanden als heute“, sagt Kappler. Es gebe viele Hinweise, dass Fotosynthese treibende Bakterien in diesen Urozeanen gelebt und Eisen oxidiert haben. „Das Ergebnis können wir heute noch in riesigen eisenhaltigen Gesteinsformationen, den sogenannten Banded Iron Formations sehen. Das sind die weltgrößten Eisenvorräte, die wir besitzen.“

In ihren Experimenten behandelten die Geomikrobiologen die Bakterien in Gegenwart oder Abwesenheit von Eisenmineralen, die von den Bakterien selbst gebildet wurden, mit einer schädlichen Dosis UV-Licht. „In Gegenwart von selbst gebildetem Rost überlebten deutlich mehr Bakterien und waren aktiv“, sagt Tina Gauger. „Außerdem wurde die DNA der Bakterienzellen weniger geschädigt. Im Experiment überlebten mehr Bakterien mit Mineralen als Sonnenschutz als ohne.“

Die neuen Ergebnisse helfen den Wissenschaftlern zu verstehen, wie Organismen auf der frühen Erde die viel höhere Strahlenbelastung überlebten und sich Leben in flachen Gewässern mit genügend Sonnenlicht entwickeln konnte.

Originalpublikation:
Gauger, T., Konhauser, K.O. & Kappler, A. (2015). Protection of phototrophic iron(II)-oxidizing bacteria from UV radiation by biogenic iron(III) minerals: Implications for early Archean banded iron formation. Geology, Online-Veröffentlichung 23. Oktober 2015, DOI 10.1130/G37095.1.

Kontakt:
Prof. Dr. Andreas Kappler und Tina Gauger
Universität Tübingen
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Zentrum für Angewandte Geowissenschaften (ZAG) – Geomikrobiologie
Telefon +49 7071 29-74992
andreas.kappler[at]uni-tuebingen.de und tina.gauger[at]uni-tuebingen.de

Weitere Informationen:

http://www.pressefotos.uni-tuebingen.de/UT_20151026_PM_Bakterien.jpg Abbildung zum Download

Dr. Karl Guido Rijkhoek | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-tuebingen.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Das Geheimnis der Sojabohne: Mainzer Forscher untersuchen Ölkörperchen in Sojabohnen
20.06.2018 | Max-Planck-Institut für Polymerforschung

nachricht Schlüsselmolekül des Alterns entdeckt
20.06.2018 | Deutsches Krebsforschungszentrum

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Im Focus: Revolution der Rohre

Forscher*innen des Instituts für Sensor- und Aktortechnik (ISAT) der Hochschule Coburg lassen Rohrleitungen, Schläuchen oder Behältern in Zukunft regelrecht Ohren wachsen. Sie entwickelten ein innovatives akustisches Messverfahren, um Ablagerungen in Rohren frühzeitig zu erkennen.

Rückstände in Abflussleitungen führen meist zu unerfreulichen Folgen. Ein besonderes Gefährdungspotential birgt der Biofilm – eine Schleimschicht, in der...

Im Focus: Überdosis Calcium

Nanokristalle beeinflussen die Differenzierung von Stammzellen während der Knochenbildung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Basel haben einen Hauptschalter für die Regeneration von Knochengewebe identifiziert....

Im Focus: Overdosing on Calcium

Nano crystals impact stem cell fate during bone formation

Scientists from the University of Freiburg and the University of Basel identified a master regulator for bone regeneration. Prasad Shastri, Professor of...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

Hengstberger-Symposium zur Sternentstehung

19.06.2018 | Veranstaltungen

LymphomKompetenz KOMPAKT: Neues vom EHA2018

19.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Breitbandservices von DNS:NET erweitert

20.06.2018 | Unternehmensmeldung

Mit Parasiten infizierte Stichlinge beeinflussen Verhalten gesunder Artgenossen

20.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics