Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mauerblümchen des Erdsystems

04.06.2012
Algen, Flechten und Moose binden riesige Mengen Kohlendioxid und Stickstoff aus der Atmosphäre und beeinflussen so auch das Klima

In Städten sind Algen, Flechten und Moose meist nicht beliebt und werden oft von Dächern und Mauern entfernt. Sie nur als störend wahrzunehmen, tut den kryptogamen Schichten, wie der flächige Bewuchs wissenschaftlich bezeichnet wird, aber völlig Unrecht.


Unterschätzte Akteure im globalen Stoffhaushalt: Die Gelbflechte Xanthoria parietina besiedelt hier mit anderen Flechten einen Ast. Flechten zählen zu den Kryptogamen und sind eine Lebensgemeinschaft aus jeweils einem Pilz und Blau- oder Grünalgen. Kryptogame Schichten können je nach Art Kohlenstoff und Stickstoff aus der Luft binden. Foto: Wolfgang Elbert, MPI für Chemie


Flechten wie die grün-gelbe Landkartenflechte Rhizocarpon geographicum sind Pioniere des Lebens: Sie wachsen auf Steinen und bereiten anderen Pflanzen den Boden. Foto: Uli Pöschl, MPI für Chemie

Wie Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Chemie in Mainz jetzt herausgefunden haben, nimmt der meist unauffällig aussehende Bewuchs riesige Mengen Kohlendioxid und Stickstoff aus der Luft auf und fixiert diese an der Erdoberfläche. Er macht etwa die Hälfte der natürlichen Stickstofffixierung an Land aus und nimmt so viel Kohlendioxid auf, wie jährlich durch Waldbrände und Biomasseverbrennung entsteht. Die neuen Ergebnisse helfen dabei, globale Stoffkreislauf- und Klimamodelle zu verbessern, in denen die Kohlenstoff- und Stickstoffbilanz der kryptogamen Schichten bisher vernachlässigt wurde.

Welche Rolle Wälder und Meere für das Klima und den weltweiten Austausch von Sauerstoff, Kohlenstoff und Stickstoff spielen, ist in zahlreichen wissenschaftlichen Studien dokumentiert. Die Bedeutung von an Land wachsenden Algen, Flechten, und Moosen für die Stoffkreisläufe und damit auch für die Kohlendioxid-Bilanz wird jedoch meist wenig beachtet. Dabei bedecken die kryptogamen Schichten einschließlich der Blaualgen (Cyanobakterien) schätzungsweise 30 Prozent der weltweiten Landflächen, wozu auch die Oberflächen von Pflanzen gehören. Zu den Kryptogamen gehören Lebewesen, die ihre Energie durch Photosynthese gewinnen, aber keine Blüten haben. Man findet sie nicht nur auf Dächern, Bäumen oder Mauern, sondern in allen Ökosystemen. Auch Felsen und Böden in Trockengebieten sind oftmals mit kryptogamen Schichten bedeckt, die zu den ältesten Lebensformen auf unserem Planeten zählen.
„Eigentlich wollten wir wissen, welche Stoffe die kryptogamen Schichten an die Luft abgeben“, sagt Wolfgang Elbert, der die Untersuchungen am Max-Planck-Institut für Chemie ins Rollen brachte. „Dabei haben wir festgestellt, dass es zwar schon zahlreiche Studien zur ökologischen Rolle dieser Lebewesen gibt, ihr Beitrag zur globalen Kohlenstoff- und Stickstoffbilanz aber bisher vernachlässigt wurde.“ Um der Bedeutung der kryptogamen Schichten auf die Spur zu kommen, analysierten die Chemiker in Zusammenarbeit mit Biologen und Geowissenschaftlern Daten aus mehreren hundert Studien zum Vorkommen und Stoffwechsel des kryptogamen Bewuchses. Ihre Bilanz: Algen, Moose und Flechten nehmen jährlich etwa 14 Milliarden Tonnen Kohlendioxid und etwa 50 Millionen Tonnen Stickstoff auf.

Kryptogame Schichten sind ökologisch wichtig, vor allem weil sie Stickstoff binden

Die Größe der Zahlen überraschte die Mainzer Forscher und ihre Kollegen von der Universität Kaiserslautern und vom Biodiversität und Klima Forschungszentrum der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung in Frankfurt. Denn die kryptogamen Schichten binden in etwa so viel Kohlendioxid, wie das Abbrennen von Wäldern und anderer Biomasse jährlich freisetzt.

Besonders erstaunlich ist die Stickstoffmenge, die von den kryptogamen Schichten fixiert und somit dem Boden und anderen Lebewesen zugeführt wird. „Sie entspricht der Hälfte des an Land natürlich fixierten Stickstoffs, was für die Entwicklung von Ökosystemen von besonders großer Bedeutung ist, da Stickstoff oft die limitierende Nährstoffkomponente darstellt. Auch die CO2-Aufnahme von Pflanzen ist häufig durch die Verfügbarkeit von Stickstoff begrenzt“, erläutert Ulrich Pöschl, Leiter der Mainzer Arbeitsgruppe.

Die Ergebnisse untermauern daher, dass kryptogame Schichten gerade in nährstoffarmen Ökosystemen und trockeneren Gebieten eine wichtige Stickstoffquelle sind und die Fruchtbarkeit und Festigkeit des Bodens fördern.

Ansprechpartner

Dr. Ulrich Pöschl
Leiter der Forschungsgruppe Aerosole
Max-Planck-Institut für Chemie
Telefon: +49 6131 305-6201
Email: u.poschl@­mpic.de
Wolfgang Elbert
Max-Planck-Institut für Chemie
Telefon: +49 6131 305-6307
Email: w.elbert@­mpic.de
Dr. Susanne Benner
Max-Planck-Institut für Chemie
Telefon: +49 6131 305-3000
Fax: +49 6131 305-3009
Email: susanne.benner@­mpic.de
Originalveröffentlichung
Wolfgang Elbert, Bettina Weber, Susannah Burrows, Jörg Steinkamp, Burkhard Büdel, Meinrat O. Andreae und Ulrich Pöschl
Contribution of cryptogamic covers to the global cycles of carbon and nitrogen
Nature Geoscience, 3. Juni 2012; DOI: 10.1038/NGEO1486

Dr. Ulrich Pöschl | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.mpic.de/
http://www.mpg.de/5824687/kryptogame_erdsystem_klima

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Sollbruchstellen im Rückgrat - Bioabbaubare Polymere durch chemische Gasphasenabscheidung
02.12.2016 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht "Fingerabdruck" diffuser Protonen entschlüsselt
02.12.2016 | Universität Leipzig

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: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie