Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gletscherrückzug: Bakterien verwandeln Steinwüsten in blühende Natur

25.03.2015

Erstmals ist es einem Forscherteam der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL gelungen, das gesamte Artenspektrum an Mikroorganismen im Vorfeld eines Alpengletschers zu bestimmen. Am Dammagletscher im Kanton Uri (Schweiz) erhalten sie nun einen einmaligen Einblick in die Bildung des Bodens und die Entwicklung neuen Lebens.

Ziehen Gletscher sich zurück, geben sie unwirtliche Landschaften frei. Doch bereits nach wenigen Jahren erobern Pflanzen und Tiere die auf den ersten Blick lebensfeindlichen Steinwüsten zurück.


Der Dammagletscher am Ostabhang des Winterbergmassivs in den Urner Alpen ist ein ideales Freiluftlabor, um die Entstehung neuer Ökosysteme zu erforschen.

Beat Stierli (WSL)

Wie es dem neuen Leben gelingt, auf dem unfruchtbaren Untergrund Fuss zu fassen, untersuchte ein Wissenschafterteam um Beat Frey, Bodenökologe an der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL, im Gebiet des Dammagletschers.

Erstmals gelang es den Forschenden, das gesamte Artenspektrum an Bakterien, Pilzen und Algen im Boden eines Gletschervorfelds zu analysieren. Das ermöglichte ihnen einen einmaligen Einblick in das verborgene Innenleben des Bodens und somit in die frühe Bodenentwicklung und die Entstehung einer neuen Lebensgemeinschaft.

Seit 2007 beobachtet das Forscherteam das Vorfeld des Dammagletschers in den Urner Alpen. Die Wissenschafter sammelten 144 Bodenproben und bestimmten alle vorkommenden Arten mit Hilfe einer erst seit kurzem verfügbaren Technologie, basierend auf DNA-Sequenzen. Die Ergebnisse überraschten sie. „Schon nach wenigen eisfreien Jahren besiedelt eine enorme Vielfalt an Mikroorganismen das Gletschervorfeld“, sagt Frey.

„Wir haben zwischen 1000 und 1300 Arten in den Bodenproben gefunden. Dabei kann man noch kaum von Boden reden. Es ist lediglich eine Mischung aus vom Gletscher feingemahlenem Sand und Geröll.“ Kohlen- und Stickstoff, lebensnotwendige Baustoffe für das Pflanzenwachstum, fehlen fast vollständig. Keine Pflanze hat hier Chancen Wurzeln zu schlagen und längerfristig zu überleben. Die gefunden Mikroorganismen jedoch trotzen der kargen Umgebung, überziehen die Steinwüste mit einem grünen Rasen und reichern den Boden mit Nährstoffen an.

Abgestorbene Bakterien erhöhen Fruchtbarkeit des Bodens

„Ein Typ von Arten, den wir auf dem frisch freigelegten Gletschervorfeld fanden, sind sogenannte Cyanobakterien sowie Grünalgen“, erklärt Thomas Rime, Doktorand im Forschungsteam von Beat Frey. „Sie benötigen keinen fruchtbaren Boden. Sie setzen sich direkt auf die kahlen Steine oder den Sand und holen sich den benötigten Kohlen- und Stickstoff aus der Luft und dem geschmolzenen Gletschereis.“

Mittels Photosynthese produzieren sie daraus organisches Material, das sie in ihrem Körper einbauen. Sterben die Organismen, wandeln sich deren Überreste in organische Bodenbestandteile um; eine feine Humusschicht beginnt das Gletschervorfeld zu überziehen.

Die gefundenen Mikroorganismen sind erstaunliche Lebewesen. Sie kommen mit den extremen Bedingungen des Gletschervorfelds bestens zurecht und stören sich nicht an den starken Temperaturschwankungen von bis zu 40° Celsius an der Oberfläche. Trockenperioden überstehen sie mithilfe klebriger Fäden, die Wasser zurückhalten können. Die Organismen profitieren sogar von der nahezu schattenlosen Umgebung. Sie sind resistent gegen die hohe UV-Strahlung in den Bergen und können so das reichhaltig vorhandene Licht für die Photosynthese nutzen und organisches Material herstellen.

Steinfressende Bakterien setzen Mineralstoffe frei

„Sobald eine erste dünne Schicht Boden vorhanden ist, siedeln sich weitere sogenannte heterotrophe Mikroorganismen an“, erläutert Thomas Rime. „Diese Arten nutzen den im Boden gespeicherten Kohlen- und Stickstoff als Nahrungs- und Energiequelle“. Weitere wichtige Nährstoffe besorgen sie sich, indem sie sozusagen die Steine anknabbern. Sie heften sich an die Felsen an, scheiden kleine Mengen an Säuren aus und lösen damit das Gestein langsam auf. Die freiwerdenden Mineralstoffe wie Eisen, Phosphor oder Zink werden verspeist. Das, was bei der Mahlzeit übrig bliebt, trägt zur Fruchtbarkeit des Bodens bei.

Der Wiederbesiedlung durch Pflanzen steht nun nichts mehr im Weg. Blickt man vom Gletschervorfeld hinunter in Richtung Tal, so lässt sich erkennen, wie zuerst Moose und Flechten, dann Kräuter und Sträucher und schliesslich nach über 100 Jahren auch ausgewachsene Bäume das ehemals vereiste Tal besiedeln.

Der Gletscherrückgang der vergangenen Jahrzehnte ermöglicht einen eindrücklichen Einblick in die Entstehung neuer Lebensgemeinschaften und die Entwicklung neuer Ökosysteme. Solche Bedingungen finden sich nur selten. „Das Feld unterhalb des Dammagletschers ist für uns Forschende ein perfektes Freiluftlabor“, so Frey. „Es ist daher auch eines der am intensivsten beobachteten Gletschervorfelder in den Alpen“.

Weitere Informationen:

http://www.wsl.ch/medien/news/boden_gletschervorfeld/index_DE

Reinhard Lässig | Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Polarstern ab heute unterwegs nach Spitzbergen, um Rolle der Wolken bei Erwärmung der Arktis zu untersuchen
24.05.2017 | Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. (TROPOS)

nachricht Unterschiedliche Erwärmung von Arktis und Antarktis: Forscher sieht Höhenunterschied als Ursache
18.05.2017 | Universität Leipzig

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten