Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bakterien als Baumeister - Bakterienausscheidungen sorgen für Sedimentstabilität

24.03.2010
Eigentlich gelten Bakterien neben Pilzen als klassische Abbauer von organischer Substanz.

Doch scheiden Bakterien auch sogenannte extrazelluläre polymere Substanzen (EPS) aus, die die Mikroorganismen umgeben und verschiedene Funktionen erfüllen, beispielsweise beim Anheften, bei der Anreicherung von Nährstoffen oder dem Schutz vor Austrocknung und vor Schadstoffen.

Gerade die Fähigkeit der Bakterien zur starken Anheftung an Oberflächen wird in Bereichen wie der Zahnmedizin und der Biotechnologie gefürchtet. Gleichzeitig macht man sich die bindenden Eigenschaften der Polymere gerne in der Abwasserwirtschaft und der Industrie (als Zusatz in Kosmetika) zunutze. Dr. Sabine Gerbersdorf vom Institut für Wasserbau der Universität Stuttgart wies nach, dass Bakterien, genauso wie bisher von Mikroalgen bekannt, durch Ausscheidung der Polymere für eine bessere Stabilität von Sedimenten sorgen.

Als Substrat für die Bakterien wählte sie zunächst Glasperlen, weil diese, anders als natürliches Sediment, keine kohäsiven Kräfte haben und damit allein die EPS der Bakterien verantwortlich für die nachzuweisende Bindung ist. Eine ansteigende EPS-Konzentration erhöhte signifikant die Stabilität des Substrates. Gerbersdorf erforschte in weiteren Arbeiten die Interaktionen zwischen EPS produzierenden Mikroalgen und Bakterien und zeigte, dass deren Koexistenz nur unter bestimmten Umweltbedingungen und in Abhängigkeit der Artenzusammensetzung zu mehr Gesamt-EPS und damit zu besserer Biostabilisierungsleistung führte. Wichtig ist auch die Zusammensetzung der EPS. Sie besteht aus einer Vielzahl von Verbindungen wie Zucker, Proteine, Uronsäuren, Huminsäuren, Nukleinsäuren, Fetten und allen denkbaren Kombinationen. Die qualitative Zusammensetzung und damit die Eigenschaften der EPS-Matrix variieren mit dem produzierenden Organismus, seiner Physiologie und den Umweltbedingungen wie Temperatur und Nährstoffe. Die Stuttgarter Wissenschaftlerin wies nach, dass nicht wie bislang angenommen allein verschiedene Zucker eine Rolle in der Anheftung spielen, sondern auch die Proteine und gerade die Interaktionen zwischen Zuckern und Proteinen zu einer Verstärkung der Sedimentstabilität führen.

Die Stabilität von Sedimenten ist aus verschiedenen Gründen wichtig. In den 1970er Jahren wurden organische Schadstoffe und Schwermetalle ungeklärt in Gewässer eingeleitet und haben sich in den Sedimenten abgelagert. Seither sind diese hochgradig belastet. Die Aufwirbelung der Sedimente und ihrer Schadstofffracht zum Beispiel durch Hochwasser ist ein großes ökologisches und ökonomisches Problem. Zudem können stabile Sedimente länger der attackierenden hydraulischen Kraft widerstehen, dies ist besonders im Küstenschutz von großer Bedeutung. Mit Sediment-Transport Modellen wird versucht, Sedimenterosion, -transport und -deposition vorherzusagen; doch diese berücksichtigen bisher keine biologische Komponente. Deshalb beschäftigt sich Sabine Gerbersdorf in ihrer weiteren Forschung mit der biologischen Beeinflussung des aufgewirbelten Sedimentmaterials ("Flocken") durch Bakterien und Mikroalgen, um herauszufinden wie sich die Verkittung durch mikrobielle EPS auf den Flockentransport und die Absedimentierung auswirkt.

Die Biologin Dr. Sabine Ulrike Gerbersdorf ist seit dem 1. September 2008 Habilitandin am Institut für Wasserbau der Universität Stuttgart. Die Habilitation wird finanziert durch das Margarete von Wrangell Stipendium zur Förderung von Frauen in der wissenschaftlichen Karriere, vergeben vom Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst des Landes Baden-Württemberg.

Ansprechpartner: Dr. Sabine U. Gerbersdorf, Institut für Wasserbau, Tel. 0711/685-64739, e-mail: sabine.gerbersdorf@iws.uni-stuttgart.de

Ursula Zitzler | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-stuttgart.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Der erste Blick auf ein einzelnes Protein
18.01.2017 | Max-Planck-Institut für Festkörperforschung, Stuttgart

nachricht Unterschiedliche Rekombinationsraten halten besonders egoistische Gene im Zaum
18.01.2017 | Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie, Plön

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: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Im Focus: How gut bacteria can make us ill

HZI researchers decipher infection mechanisms of Yersinia and immune responses of the host

Yersiniae cause severe intestinal infections. Studies using Yersinia pseudotuberculosis as a model organism aim to elucidate the infection mechanisms of these...

Im Focus: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Der erste Blick auf ein einzelnes Protein

18.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Das menschliche Hirn wächst länger und funktionsspezifischer als gedacht

18.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Zur Sicherheit: Rettungsautos unterbrechen Radio

18.01.2017 | Verkehr Logistik