Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie kommen Hitze liebende Bakterien in die Arktis?

13.01.2014
Utl.: Forscher untersuchen die Diversität mariner Mikroorganismen

Evolutionäre Anpassung oder doch eher passive Verbreitung: Was bestimmt die mikrobielle Diversität in der Umwelt?


Fjord im arktischen Spitzbergen
Copyright: Alexander Loy


Weltkarte mit Standorten der untersuchten Meeresbodenproben und der globalen Meereszirkulation.
Abbildung: Albert Müller

Ein internationales Team um die Mikrobiologen Albert Müller und Alexander Loy von der Universität Wien und dem Österreichischen Polarforschungsinstitut erforschte die Biogeographie von Sporen Hitze liebender Bakterien im kalten Meeresboden und fand Erstaunliches:

Physikalische Verbreitungsbarrieren gibt es auch für einzellige Kleinstlebewesen, und sie beeinflussen die lokale Diversität mariner Mikroorganismen. Ihre Arbeit wurde aktuell in der Fachzeitschrift "The ISME Journal" veröffentlicht.

Eisbären gibt es nur am Nordpol. Geographische Verbreitungsbarrieren haben dafür gesorgt, dass sie nie an den Südpol gelangten – wo sie aufgrund der herrschenden Umweltbedingungen durchaus leben könnten. Solche biogeographischen Verbreitungsmuster sind gut dokumentiert für Tiere und Pflanzen, für Kleinstlebewesen wie Bakterien und Archaeen allerdings nicht. Ursprünglich ging man davon aus, dass Mikroorganismen sehr leicht von einem Ort zum anderen transportiert werden, zum Beispiel über Wasser- oder Luftströmungen, und somit eigentlich überall zu finden sein müssten.

Inzwischen gibt es Hinweise aus zahlreichen Studien, dass eben nicht alle Bakterienarten überall zu finden sind. Ein generelles Problem dieser mikrobiellen Biogeographiestudien ist aber, dass es schwer zu unterscheiden ist, ob die mikrobielle Diversität an einem Standort eher durch evolutionäre Anpassung der Mikroorganismen an den Lebensraum oder durch ihre passive Verbreitung bestimmt wird.

"Schlafende" Bakterien
Die Untersuchung der Biogeographie von bakteriellen Sporen, also "schlafenden" Bakterien in Überdauerungsstadien, liefert die Lösung für dieses Dilemma. "Sporen von Hitze liebenden Bakterienarten an kalten Standorten reagieren nicht auf die für sie unwirtlichen Umweltbedingungen. Ihre Biogeographie in kalten Gefilden ist daher fast ausschließlich eine Folge ihrer passiven Verbreitung und eben nicht ihrer evolutionärer Anpassung durch genetische Mutation", erklärt Mikrobiologe Alexander Loy.
Sporendiversität hängt von Meereszirkulation ab
Forscher der Universität Wien und des neugegründeten Österreichischen Polarforschungsinstituts untersuchten zusammen mit KollegInnen von der Universität Aarhus in Dänemark und der Universität Newcastle in England die weltweite Diversität und Verbreitung Hitze liebender Bakteriensporen im kalten Meeresboden. Unter anderem standen zwei arktische Regionen im Fokus: die Baffin Bay im Westen Grönlands und die Fjorde Spitzbergens. "Nach dem Aufwecken der Hitze liebenden Bakterien aus ihrem Dornröschenschlaf im Labor und molekularen Untersuchungen ihrer genetischen Vielfalt zeigte sich, dass nur manche Sporenarten nahezu weltweit verbreitet und auch diese nicht überall waren", so Alexander Loy. Es zeigten sich auch Unterschiede in der Vielfalt vorgefundener Sporenarten. So war die Sporendiversität in den Fjorden an der Westküste Spitzbergens, die gut an den Golfstrom angebunden sind, signifikant größer als in den Sedimenten aus der arktischen Baffin Bay, welche hydrographisch von der globalen Ozeanzirkulation relativ isoliert ist.

"Wir konnten damit erstmals systematisch zeigen, dass selbst Bakterien im Sporenstadium – also Mikroorganismen, die am ehesten in der Lage sein sollten, längere Reisen zu überstehen – nicht überall zu finden sind und damit in ihrer Verbreitung eingeschränkt sind. Ein wichtiger Mechanismus scheint die unterschiedliche Anbindung lokaler Gewässer an die globale Meereszirkulation zu sein. Diese Verbreitungsbarrieren spielen für die lokale Diversität von Mikroorganismen, die keine Überdauerungsformen wie Sporen ausbilden können, natürlich eine noch größere Rolle", fasst der Erstautor der Studie, Albert Müller, die Ergebnisse zusammen.

Die Forschungsarbeit wurde durch den Österreichischen Wissenschaftsfonds FWF finanziert und am Department für Mikrobiologie und Ökosystemforschung durchgeführt.

Publikation in "The ISME Journal"
Albert Leopold Müller, Júlia Rosa de Rezende, Casey RJ Hubert, Kasper Urup Kjeldsen, Ilias Lagkouvardos, David Berry, Bo Barker Jørgensen and Alexander Loy. 2013. Endospores of thermophilic bacteria as tracers of microbial dispersal by ocean currents.
The ISME Journal. doi:10.1038/ismej.2013.225
http://www.nature.com/ismej/journal/vaop/ncurrent/full/ismej2013225a.html
Wissenschaftlicher Kontakt
Assoz.-Prof. Dr. Alexander Loy
Division für Mikrobielle Ökologie
Department für Mikrobiologie und Ökosystemforschung
Universität Wien
1090 Wien, Althanstrasse 14
T +43-1-4277-766 05
alexander.loy@univie.ac.at
Rückfragehinweis
Mag. Alexandra Frey
Pressebüro der Universität Wien
Forschung und Lehre
1010 Wien, Universitätsring 1
T +43-1-4277-175 33
M +43-664-602 77-175 33
alexandra.frey@univie.ac.at

Alexandra Frey | Universität Wien
Weitere Informationen:
http://www.univie.ac.at
http://www.nature.com/ismej/journal/vaop/ncurrent/full/ismej2013225a.html
http://www.microbial-ecology.net

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Viren ihren Lebenszyklus mit begrenzten Mitteln effektiv sicherstellen
20.02.2017 | Universität zu Lübeck

nachricht Zellstoffwechsel begünstigt Tumorwachstum
20.02.2017 | Veterinärmedizinische Universität Wien

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: 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...

Im Focus: Breakthrough with a chain of gold atoms

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

Im Focus: Hoch wirksamer Malaria-Impfstoff erfolgreich getestet

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Im Focus: Sensoren mit Adlerblick

Stuttgarter Forscher stellen extrem leistungsfähiges Linsensystem her

Adleraugen sind extrem scharf und sehen sowohl nach vorne, als auch zur Seite gut – Eigenschaften, die man auch beim autonomen Fahren gerne hätte. Physiker der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Die Welt der keramischen Werkstoffe - 4. März 2017

20.02.2017 | Veranstaltungen

Schwerstverletzungen verstehen und heilen

20.02.2017 | Veranstaltungen

ANIM in Wien mit 1.330 Teilnehmern gestartet

17.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Innovative Antikörper für die Tumortherapie

20.02.2017 | Medizin Gesundheit

Multikristalline Siliciumsolarzelle mit 21,9 % Wirkungsgrad – Weltrekord zurück am Fraunhofer ISE

20.02.2017 | Energie und Elektrotechnik

Wie Viren ihren Lebenszyklus mit begrenzten Mitteln effektiv sicherstellen

20.02.2017 | Biowissenschaften Chemie