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 Möglicher Zell-Therapieansatz gegen Zytomegalie
22.02.2017 | Medizinische Hochschule Hannover

nachricht Erster Atemzug prägt Immunsystem nachhaltig
22.02.2017 | CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften

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: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

6. Internationale Fachkonferenz „InnoTesting“ am 23. und 24. Februar 2017 in Wildau

22.02.2017 | Veranstaltungen

Wunderwelt der Mikroben

22.02.2017 | Veranstaltungen

Der Lkw der Zukunft kommt ohne Fahrer aus

21.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Ursache für eine erbliche Muskelerkrankung entdeckt

22.02.2017 | Medizin Gesundheit

Möglicher Zell-Therapieansatz gegen Zytomegalie

22.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

Meeresforschung in Echtzeit verfolgen

22.02.2017 | Geowissenschaften