Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Methanabbau durch Bakterien im Süßwasser

03.03.2015

Bakterieller Methanabbau ist möglich dank photosynthetischer Algen

Nur sehr wenig Methan steigt aus den Seen in die Atmosphäre auf, deren tiefe Schichten frei von Sauerstoff sind. Doch anders als bisher angenommen, sind offenbar nicht Archaeen oder ohne Sauerstoff lebende Bakterien für den Methanabbau zuständig.


Probenahmen auf dem Lago Cadagno im Schweizer Südkanton Tessin.

Jana Milucka, /Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie


Typischer Verlauf der Sauerstoff- und Methankonzentrationen im Lago Cadagno. Der Methanabbau ist in einer relativ dünnen Schicht in 10-13 Metern Tiefe aktiv.

Eawag//Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie

Eine neue Studie im Tessiner Lago Cadagno zeigt, dass Proteobakterien mit Hilfe von Sauerstoff dieses Treibhausgas inaktivieren. Den notwendigen Sauerstoff beziehen sie von in denselben Schichten vorkommenden photosynthetisch aktiven Algen.

Süsswasserseen und auch manche Wasserreservoirs in den Tropen tragen im Unterschied zu den Meeren signifikant zum Ausstoss des Treibhausgases Methan bei. Das Methan stammt vom Abbau des auf den Grund der Gewässer gesunkenen organischen Materials. Obwohl die von Seen bedeckte Fläche deutlich kleiner ist als die Fläche der Ozeane, produzieren die Seen erheblich mehr Methan.

Die Seen mit gut durchmischter Wassersäule tragen besonders viel zum Methanausstoß bei, während Seen mit ausgeprägter Schichtung von sauerstofffreiem Tiefenwasser dagegen wenig Methan ausstoßen. Bisher ging man davon aus, dass in den geschichteten Seen dieselben Methanabbau-Prozesse ablaufen wie im Meer. Jetzt zeigt eine soeben publizierte Studie aus dem Tessiner Cadagno-See, dass der Methanabbau im Süßwasser anders abläuft.

Der Lago Cadagno im Schweizer Kanton Tessin ist ein geschichteter Bergsee. In bis zu zehn Metern Tiefe reicht das sauerstoffhaltige Frischwasser, darunter liegen sauerstofffreie Schichten. Ein Team von Forschern der Eawag in der Schweiz und des Max-Planck-Instituts für marine Mikrobiologie in Bremen wies im Lago Cadagno in der sauerstofffreien Schicht zwar einen fast vollständigen Methanabbau nach, fand jedoch weder bekannte anaerobe Methan abbauende Bakterien oder Archaeen. Hingegen enthielten die Proben aus zwölf Meter Tiefe eine reichhaltige Bakteriengemeinschaft von sauerstoffzehrenden Proteobakterien – bis zu 240 000 Zellen pro Milliliter.

„Wir fragten uns natürlich, wie diese auf Sauerstoff angewiesenen aeroben Bakterien im sauerstofffreien Wasser leben können“, sagt Erstautorin Jana Milucka vom Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie. Dazu haben die Wissenschaftler unter anderem das Verhalten der Bakterien in Laborversuchen getestet: Der Methanabbau setzte erst dann ein, wenn sie den Proben entweder Sauerstoff zugaben oder sie dem Licht aussetzten.

Die Forscher zogen daraus den Schluss, dass die Bakterien ihren Sauerstoff von benachbarten Kieselalgen (Diatomeen) beziehen, die ihn über Photosynthese produzieren. Analysen mit dem Fluoreszenzmikroskop zeigten, dass die Methan oxidierenden Bakterien aus der Familie der Methylokokken gemeinsam mit den Algen auftreten und so von deren Sauerstoff profitieren können.

Dank des Zusammenspiels von Algen und Bakterien gelangt das Klimagas Methan nicht in die Atmosphäre und wird noch im See abgebaut. Diese besondere Art von Methanabbau im Süßwasser war bisher nicht bekannt. „Für die Seen mit sauerstofffreien Schichten und auch für manche Bereiche in den Meeren müssen wir wohl die Lehrbücher korrigieren“, sagt Projektleiter Carsten Schubert von der Eawag.

Aerobe methanabbauende Bakterien könnten überall dort aktiv sein, wo ausreichend Licht bis zu den sauerstofffreien Tiefen vordringt. In der Schweiz ist das laut Schubert in den meisten Seen der Fall. Noch nicht veröffentlichte Untersuchungen im Rotsee bei Luzern zeigen jedenfalls denselben Ablauf. Die Forscher konzentrieren sich jetzt auf noch tiefere Seen, in denen nach ersten Untersuchungen andere Prozesse ablaufen.

Weitere Auskünfte:
CH: Carsten Schubert, Eawag: +41 58 765 2195;carsten.schuberteawag.ch
D: Marcel Kuypers, Max-Plank-Institut für marine Mikrobiologie, Bremen: +49 421 2028 602; mkuypersmpi-bremen.de

oder vom Pressesprecher

Manfred Schlösser, Max-Plank-Institut für marine Mikrobiologie, Bremen: +49 421 2028 704 mschloesmpi-bremen.de

Originalarbeit

Methane oxidation coupled to oxygenic photosynthesis in anoxic waters; Jana Milucka, Mathias Kirf, Lu Lu, Andreas Krupke, Phyllis Lam, Sten Littmann, Marcel MM Kuypers and Carsten J Schubert; ISME Journal (International Society for Microbial Ecology), advance online publication, February 13, 2015; doi:10.1038/ismej.2015.12;

Weitere Informationen:

http://www.mpi-bremen.de Webseite des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie

Dr. Manfred Schloesser | Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Einblicke unter die Oberfläche des Mars
21.07.2017 | Jacobs University Bremen gGmbH

nachricht Tauender Permafrost setzt altes Treibhausgas frei
19.07.2017 | Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungen

Den Nachhaltigkeitskreis schließen: Lebensmittelschutz durch biobasierte Materialien

21.07.2017 | Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einblicke unter die Oberfläche des Mars

21.07.2017 | Geowissenschaften

Wegbereiter für Vitamin A in Reis

21.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten