Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bakterien als Ökosystem-Ingenieure

02.08.2010
Nature Geoscience - Studie belegt Einfluss von Bakterien auf den Phosphor-Kreislauf im Meer

In der August-Ausgabe der Zeitschrift Nature Geoscience veröffentlichen Bremer Wissenschaftler des MARUM, Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen, zusammen mit Kollegen des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie und der Universität Stockholm eine Studie zur Rolle von Bakterien im Meeresboden. Erstmalig gelang der Nachweis, dass Bakterien eine Schlüsselrolle bei der Bildung von phosphorhaltigen Mineralien im Meeresboden zukommt und sie somit den Kreislauf dieses wichtigen Nährstoffs im Meer entscheidend beeinflussen.

Im Meerwasser kommt das Element Phosphor als Phosphat vor. Es wird durch Flüsse oder gebunden an Staubpartikel in die Ozeane eingetragen und diesen durch die Bildung phosphorhaltiger Minerale im Meeresgrund wieder entzogen Dass bestimmte Schwefelbakterien den Prozess der Mineralbildung antreiben und verstärken, vermutete vor einigen Jahren schon die Bremer Biologin Dr. Heide Schulz-Vogt. Diese Annahme konnte nun ein Team um MARUM-Wissenschaftler Dr. Tobias Goldhammer experimentell beweisen. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forscher in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Nature Geoscience.

Mit ihren Versuchen konnten Goldhammer und Kollegen aufdecken, dass Schwefelbakterien, die in den oberen Zentimetern des Meeresbodens leben, mehr Phosphat aufnehmen als sie eigentlich benötigen. Für die Untersuchungen verwendeten sie Sedimentproben aus einem Gebiet vor der namibischen Küste, das durch seinen hohen Nährstoffgehalt als eines der produktivsten Meeresgebiete der Welt gilt. „In diesen Auftriebsgebieten wird extrem viel organisches Material gebildet, das zum Meeresboden absinkt und von Bakterien zersetzt wird. Dabei verbrauchen sie soviel Sauerstoff, dass die Wasserschicht direkt über dem Meeresboden zeitweise sauerstofffrei ist“, erläutert Projektleiter Matthias Zabel, ebenfalls vom Bremer MARUM. Um für diese sauerstoffarmen Zeiten vorzusorgen, speichern die Bakterien Energie, indem sie lange, phosphorhaltige Molekülketten herstellen. Wenn sie das Phosphat wieder von den Ketten abspalten, wird die gespeicherte Energie freigesetzt. Das abgespaltene Phosphat geben die Bakterien an das Sediment ab, wo es mit Kalzium das Mineral Apatit bildet. „Durch die Verwendung von radioaktiv markierten Phosphatmolekülen haben wir diese Stoffwechselpfade sichtbar gemacht“, beschreibt Timothy Ferdelman den am Max-Planck Institut durchgeführten Nachweis. „Es ist faszinierend zu sehen, dass kleinste Organismen wie Bakterien eine so zentrale Rolle in den globalen Stoffkreisläufen spielen. Die Schwefelbakterien wirken als ´Ökosystem-Ingenieure´, indem sie dem System Phosphat in großen Mengen entziehen und es so in Balance halten“, so Tobias Goldhammer.

Phosphor ist ein wichtiger Nährstoff für alle Lebewesen. Phosphorverbindungen spielen eine entscheidende Rolle beim Aufbau von Zellen sowie beim Informations- und Energietransfer innerhalb einer Zelle. Ein Mangel an Phosphor in einem Ökosystem kann somit Wachstum und Vorkommen der Organismen begrenzen. Aber auch ein Phosphorüberschuss kann das Ökosystem aus dem Gleichgewicht bringen. Wird Phosphat aus Düngemitteln in Gewässern angereichert, kann dies zur sogenannten Eutrophierung führen, wie es beispielsweise derzeit anhand des explosiven Algenwachstums in der Ostsee beobachtet werden kann. „Es ist möglich, dass wir hier einen wichtigen, natürlichen Rückkopplungsmechanismus erkannt haben, der die Eutrophierung mariner Küstengewässer verhindern könnte“, ergänzt Volker Brüchert, Professor für Biogeochemie an der Universität Stockholm.

Nach ihrer Entdeckung wollen die Autoren der Studie nun herausfinden, welche Prozesse genau in der Bakterienzelle ablaufen und ob dieser bakteriell angetriebene Mechanismus auch in anderen Meeresgebieten stattfindet.

Albert Gerdes | idw
Weitere Informationen:
http://www.marum.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Ionen gegen Herzrhythmusstörungen – Nicht-invasive Alternative zu Katheter-Eingriff
20.01.2017 | GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH

nachricht Leibwächter im Darm mit chemischer Waffe
20.01.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

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: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

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...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise