Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ozeanversauerung: Marine Baumeisterin verliert Stabilität

09.02.2016

Koralline Rotalgen zählen zu den bedeutendsten Baumeistern im Lebensraum Meer. Doch bei steigenden Kohlendioxid-Konzentrationen und zunehmender Ozeanversauerung könnte es ihnen schwerer fallen, anderen Pflanzen und Tieren eine Existenzgrundlage zu bieten. Unstersuchungen ergaben, dass die Art Lithothamnion glaciale ihre Widerstandskraft gegen Erosion und Fraß einbüßen könnte. Damit wäre eine wichtige Grundlage der artenreichen Ökosysteme am Meeresboden in Gefahr. Die im Fachmagazin Scientific Reports veröffentlichten Erkenntnisse werfen ferner die Frage auf, ob koralline Algen ein verlässlicher Indikator für Temperaturen vergangener Erdzeitalter sind.

Im Zuge der globalen Veränderungen und der zunehmenden Versauerung der Ozeane könnte eine wichtige Basis für Lebensräume am Meeresboden verlorengehen. Lithothamnion glaciale – eine rot-violette koralline Alge, deren Strukturen eine Vielzahl an marinen Organismen, darunter auch Larvenstadien wirtschaftlich wichtiger Fischarten, beherbergen – bildet bei steigenden Kohlendioxid-Konzentrationen weniger stabile Zellen.


Proben von Lithothamnion glaciale im Labor. Foto: Federica Ragazzola

Dadurch kann ihre Widerstandskraft gegen Erosion und Fraß leiden. Dies haben Untersuchungen eines Teams von Wissenschaftlern des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel sowie der Universitäten von Bristol, Portsmouth und Western Australia ergeben. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die im Fachmagazin Scientific Reports.

Koralline Algen bilden ihre Zellwände üblicherweise aus einer Form von Kalzit, die eine große Menge an Magnesium enthält. Während ihres Wachstums entwickeln sie kreisförmige Bänder, die an Baumringe erinnern.

Im Sommer gewachsene Bänder enthalten mehr Magnesium als diejenigen, die im Winter entstanden. Um das Wachstum und die Anreicherung mit Magnesium zu überprüfen, hielten Wissenschaftler Lithothamnion glaciale unter aktuellen Kohlendioxid-Konzentrationen und bei Werten, die für die Zukunft erwartet werden. Wassertemperatur und Lichtverhältnisse wurden stabil gehalten.

„Unter einem erhöhten Kohlendioxid-Anteil arbeiteten die Algen weniger Magnesium in ihre Zellwände ein, und die Wände blieben dünner als bei gegenwärtigen Konzentrationen. Auch deren Struktur war verändert“, fasst Dr. Federica Ragazzola, Biologin am Institut für Meereswissenschaften an der Universität Portsmouth zusammen.

Ragazzola führte ihr Experiment im Jahr 2010 im Rahmen des deutschen Forschungsprojekts zur Ozeanversauerung BIOACID (Biological Impacts of Ocean Acidification) am GEOMAR durch.

„Wir sehen zwei mögliche Gründe für den Magnesium-Schwund: Entweder haben die Algen magnesium-reiches Kalzit gegen eine weniger lösliche Zusammensetzung ausgetauscht oder sie haben einen Teil des Kalzits aufgrund der Versauerung eingebüßt. In jedem Fall verliert Lithothamnion ihre Elastizität und Härte. So kann sie leichter beschädigt werden.“ Die Wissenschaftler vermuten daher, dass die Alge nicht in der Lage sein wird, ihre wichtige Funktion als Ökosystem-Ingenieurin beizubehalten.

Weil sie Veränderungen der Temperatur und der Licht-Intensität als Gründe für den Rückgang der Magnesiumkonzentrationen in ihrem Experiment ausschließen können, interpretieren die Forscher ihn als eindeutige Reaktion auf die Ozeanversauerung. Dies hat auch Auswirkungen auf die Rekonstruktion des Klimas vergangener Erdzeitalter:

„Das Verhältnis von Magnesium zu Kalzium in Kalkalgen wurde häufig als Anhaltspunkt für Temperaturen verwendet. Aber da unsere Proben bei konstanten sieben Grad Celsius gehalten wurden, können wir Veränderungen in der Magnesiumkonzentration nicht auf die Temperatur zurückführen. Ohne eine Information zum Säuregrad können Temperatur-Rekonstruktionen, die ausschließlich auf dem Verhältnis von Magnesium zu Kalzium basieren, leicht in die Irre führen“, betont Dr. Jan Fietzke vom GEOMAR.

Der Physiker hat kürzlich mit einer innovativen Kombination von Lasertechnik und Isotopenanalytik pH-Werte der vergangenen 120 Jahre aus dem Nordpazifik rekonstruiert. „Die aktuelle Publikation ist ein hervorragendes Beispiel für die Zusammenarbeit mit unseren britischen Kollegen, die sich während der ersten Phase des Projekts BIOACID entwickelt hat“, so Fietzke. „Die Analyse biologischer und chemischer Prozesse mittels solcher ortsaufgelöste Analysen, wird uns noch eine ganze Reihe spannender Einblicke eröffnen.“

Originalveröffentlichung:
Ragazzola, F., L.C. Foster, C.J. Jones, T B. Scott, J. Fietzke, Matt R. Kilburn, and D.N. Schmidt (2016): Impact of high CO2 on the geochemistry of the coralline algae Lithothamnion glaciale. Scientific Reports, 6:20572, http://dx.doi.org/10.1038/srep20572

Weitere Informationen:

http://www.geomar.de GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel, Deutschland
http://www.bristol.ac.uk University of Bristol, UK
http://www.uwa.edu.au University of Western Australia, Australia
http://www.port.ac.uk University of Portsmouth, UK

Andreas Villwock | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Klimawandel: Bäume binden im Alter große Mengen Kohlenstoff
17.08.2017 | Universität Hamburg

nachricht Neue Grundlagen für die Verbesserung von Klima-und Vegetationsmodellen
08.08.2017 | Max-Planck-Institut für Biogeochemie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Im Focus: Exotic quantum states made from light: Physicists create optical “wells” for a super-photon

Physicists at the University of Bonn have managed to create optical hollows and more complex patterns into which the light of a Bose-Einstein condensate flows. The creation of such highly low-loss structures for light is a prerequisite for complex light circuits, such as for quantum information processing for a new generation of computers. The researchers are now presenting their results in the journal Nature Photonics.

Light particles (photons) occur as tiny, indivisible portions. Many thousands of these light portions can be merged to form a single super-photon if they are...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

Sensibilisierungskampagne zu Pilzinfektionen

15.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Scharfe Röntgenblitze aus dem Atomkern

17.08.2017 | Physik Astronomie

Fake News finden und bekämpfen

17.08.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Effizienz steigern, Kosten senken!

17.08.2017 | Messenachrichten