Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Der Erfolg der Kieselalgen

25.03.2015

Erosion an Land begünstigte die Ausbreitung spezieller Mikroalgen in den Ozeanen

Die zu den Mikroalgen zählenden Diatomeen traten vor etwa 40 Millionen Jahren ihren Aufstieg zu einem der wichtigsten Produzenten von Biomasse an. Was sie so erfolgreich werden ließ, hat nun ein internationales Forscherteam anhand von Meeresbodenablagerungen in Kombination mit Computersimulationen untersucht.


Die marine Kieselalge Craspedodiscus sp. unter dem Rasterelektronenmikroskop

Foto: O. Romero, MARUM

In ihrer Studie, die nun im Wissenschaftsmagazin PNAS (Proceedings of the National Academy of Science USA) veröffentlicht wurde, beschreiben die Wissenschaftler den Zusammenhang zwischen der Erosion silikathaltiger Gesteine an Land und dem evolutionären Erfolg der marinen Diatomeen.

Mikroskopisch kleine pflanzliche Meeresorganismen wie die Diatomeen nutzen die Energie aus dem Sonnenlicht, um das im Ozeanwasser gelöste Kohlenstoffdioxid in organisches Material, also in Biomasse umzuwandeln. Sterben die Mikroalgen ab, sinken ihre Überreste teilweise zum Meeresboden und das zuvor gebundene Treibhausgas Kohlenstoffdioxid wird dem globalen Kohlenstoffkreislauf entzogen. Den Diatomeen kommt hierbei eine Schlüsselrolle zu, denn mehr als die Hälfte des Kohlenstoffs, der heutzutage auf diesem Wege in Meeressedimenten eingelagert wird, geht auf ihr Konto.

Diatomeen werden häufig auch als Kieselalgen bezeichnet, da sie Kieselsäure aus dem Meerwasser in Siliziumdioxid umwandeln und so ihre schachtelförmigen Zellhüllen aufbauen. Die ersten ihrer Art tauchten vor ungefähr 200 Millionen Jahren in den Ozeanen auf, aber erst etwa 160 Millionen Jahre später traten sie ihren Aufstieg zu einem der wichtigsten Biomasseproduzenten weltweit an. Zu dieser Zeit nahm die Vielfalt der Diatomeenarten zu und sie eroberten nach und nach alle Ozeane.

Was sie vor 40 Millionen Jahren so erfolgreich machte, hat ein internationales Wissenschaftlerteam nun genauer untersucht. Für ihre PNAS-Studie kombinierten die Forscher um Erstautor Pedro Cermeño, Wissenschaftler am spanischen Meeresforschungsinstitut ICM, die Ergebnisse von Untersuchungen der Meeresbodenablagerungen mit Computermodellen. Hierbei schauten sie sich die Verfügbarkeit von Kieselsäure an – dem für Diatomeen unverzichtbaren Baustoff.

Schon damals konkurrierten die Kieselalgen mit winzigen Einzellern, den Radiolarien, die für ihren Skelettbau den gleichen Grundstoff nutzen. Frühere Untersuchungen zeigten, dass zur damaligen Zeit die Radiolarien immer weniger Kieselsäure in ihre Skelette einbauten. Bisherige Vermutungen sahen in diesem zusätzlich zur Verfügung stehenden Anteil an Kieselsäure den entscheidenden Vorteil für die Kieselalgen.

„Unsere Daten zeigen aber, dass dies nicht der einzige Grund sein kann, weshalb sich die Diatomeen durchsetzten“, sagt MARUM-Wissenschaftler und Co-Autor der Studie Dr. Oscar Romero. „Entscheidend zu ihrem Erfolg beigetragen hat der zusätzliche Eintrag von Silikat-Verbindungen wie der Kieselsäure durch die Erosion an Land.“

Die Erosion silikathaltiger Gesteine wie Granit oder Basalt ist eine der Hauptquellen der Kieselsäure im Ozean. Indikatoren für die Stärke der Verwitterungsprozesse an Land sind ebenso wie die Evolution der Diatomeen in den Klimaarchiven der Meeresbodensedimente gespeichert. Mit Hilfe dieser Klimadaten konnten Romero und seine Kollegen zeigen, dass die Ausbreitung der Diatomeen in eine Zeit fiel, zu der eine stärkere Verwitterung zu einem erhöhten Eintrag von Kieselsäure in die Ozeane führte. Diese erosionsbedingte Düngung des Ozeans könnte Auswirkungen sowohl auf den globalen Kohlenstoffkreislauf als auch auf die komplette Nahrungskette haben. Für ein besseres Verständnis der einzelnen Zusammenhänge sind allerdings weitere Studien erforderlich.

Publikation:

Continental erosion and the Cenozoic rise of marine diatoms
Pedro Cermeño, Paul G. Falkowski, Oscar E. Romero, Morgan F. Schaller, and Sergio M. Vallina
PNAS, doi: 10.1073/pnas.1412883112

Weitere Informationen / Interviewanfragen / Bildmaterial:

Jana Stone
MARUM-Öffentlichkeitsarbeit
Tel.: 0421 218 65541
Email: jstone@marum.de

MARUM entschlüsselt mit modernsten Methoden
und eingebunden in internationale Projekte
die Rolle des Ozeans im System Erde –
insbesondere im Hinblick auf den globalen Wandel.
Es erfasst die Wechselwirkungen
zwischen geologischen und biologischen Prozessen im Meer und liefert Beiträge für eine nachhaltige Nutzung der Ozeane.

Das MARUM umfasst das DFG-Forschungszentrum und
den Exzellenzcluster "Der Ozean im System Erde".

Weitere Informationen:

http://www.marum.de
http://www.marum.de/Der_Erfolg_der_Kieselalgen_2.html

Albert Gerdes | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neuer Mechanismus der Gen-Inaktivierung könnte vor Altern und Krebs schützen
23.02.2017 | Leibniz-Institut für Alternsforschung - Fritz-Lipmann-Institut e.V. (FLI)

nachricht Alge im Eismeer - Genom einer antarktischen Meeresalge entschlüsselt
23.02.2017 | Universität Konstanz

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: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

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...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2017

23.02.2017 | Veranstaltungen

Wie werden wir gesund alt? - Alternsforscher tagen auf interdisziplinärem Symposium in Magdeburg

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Heinz Maier-Leibnitz-Preise 2017: DFG und BMBF zeichnen vier Forscherinnen und sechs Forscher aus

23.02.2017 | Förderungen Preise

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Planeten außerhalb unseres Sonnensystems: Bayreuther Forscher dringen tief ins Weltall vor

23.02.2017 | Physik Astronomie