Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

CO2-hungrige Mikroben könnten das marine Nahrungsnetz kurzschließen

13.09.2013
Entscheiden die kleinsten Plankton-Organismen über die Zukunft des Ozeans?

Ein fünfwöchiges Freiland-Experiment des europäischen Forschungsprojekts zur Ozeanversauerung EPOCA (European Project on Ocean Acidification) zeigt, dass Pico- und Nanophytoplankton von einem höheren Kohlendioxid-Gehalt im Wasser profitiert. Dadurch gerät das Nahrungsgefüge aus dem Gleichgewicht.


Probennahme an den KOSMOS Mesokosmen im Kongsfjord, Spitzbergen. Foto: Maike Nicolai, GEOMAR

Außerdem lassen der Kohlenstoffexport in den tiefen Ozean und die Produktion des klimakühlenden Gases Dimethylsulfid nach – zwei für das globale Klima wichtige Funktionen. Eine Sonderausgabe des Fachmagazins Biogeosciences, bündelt die Ergebnisse der Studie, die 2010 in Spitzbergen, stattfand.

Die Kleinsten der Kleinen scheinen zu den Gewinnern im Ozean der Zukunft zu gehören. In einem fünfwöchigen Experiment zeigte ein internationales Wissenschaftler-Team, dass besonders kleines Plankton, das Pico- und Nanophytoplankton, unter erhöhten Kohlendioxid-Werten stärker wächst und mehr organischen Kohlenstoff bildet.

„Wenn das winzige Plankton derart zulegt, verbraucht es die Nährstoffe, die unter normalen Bedingungen auch größeren Planktonarten zur Verfügung stehen“, erklärt Prof. Ulf Riebesell vom GEOMAR, Leiter der KOSMOS Mesokosmen-Experimente. „Wir konnten deutlich erkennen, dass der Boom an der Basis des Nahrungsgefüges zu Lasten der Diatomeen ging, Kieselalgen, die zum Mikro-Phytoplankton zählen. Unser Experiment war zu kurz, um zu überprüfen, ob auch Zooplankton darunter leidet. Dies liegt jedoch nahe.“

In einem von Pico- und Nanophytoplankton dominierten System wird zudem weniger Kohlenstoff in den tiefen Ozean transportiert. „Das kann dazu führen, dass die Meere zukünftig weniger CO2 aufnehmen“, folgert der Kieler Biogeochemiker. Und noch eine klima-relevante Funktion wird geschwächt: Die Produktion von Dimethylsulfid (DMS). Dieses Gas begünstigt die Wolkenbildung über den Ozeanen. So gelangt weniger Sonnenlicht bis zur Erdoberfläche, was dem Treibhauseffekt entgegenwirkt. „Diese für den Menschen wichtigen Dienste des Ozeans können durch die Versauerung also deutlich beeinträchtigt werden.“

Für das Experiment brachte das Greenpeace-Schiff ESPERANZA im Mai 2010 neun Mesokosmen nach Spitzbergen und setzte diese gemeinsam mit dem internationalen Forscherteam im Kongsfjord vor Ny-Ålesund aus. In den acht Meter hohen Schwimmkörpern der Mesokosmen hängen lange Kunststoffsäcke mit einem Fassungsvermögen von je 50 Kubikmetern. Wie riesige Reagenzgläser schließen sie eine Wassersäule mit den darin enthaltenen Kleinstlebewesen ein. In sieben Säcken wurde das Wasser schrittweise mit Kohlendioxid versetzt, so dass es Säuregrade erreichte, die in 20, 40, 60, 80 und 100 Jahren erwartet werden. Zwei gaben als Kontrolle die Verhältnisse im Fjord wieder. Täglich wurden an den Mesokosmen rund 50 physikalische, chemische und biologische Parameter gemessen und Proben für die weitere Verarbeitung in den Heimatlaboren gesammelt.

„Weil wir mit unseren Mesokosmen nur im eisfreien Fjord arbeiten können, mussten wir mit dem Beginn des Experiments bis Ende Mai warten“, erklärt Riebesell. „Die Frühjahrsblüte war dann bereits abgeschlossen und die Planktongemeinschaft von ausgeprägter bakterieller Produktion und einer großen Anzahl unterschiedlichster Phytoplankton-Arten charakterisiert. Der Fraßdruck durch mittelgroßes Meso-Zooplankton war vergleichsweise gering.“ Mit Hilfe von Nährstoffen brachten die Wissenschaftler die Produktivität auf das Niveau einer natürlichen Blüte. „Dies machte deutlich, dass die Reaktionen der Lebensgemeinschaft auf Versauerung stark davon abhängen, ob Nährstoffe verfügbar sind oder nicht.“

Mit 35 Teilnehmern aus 13 europäischen Institutionen war das Mesokosmen-Experiment das größte Projekt des von 2008 bis 2012 laufenden europäischen Forschungsprogramms zur Ozeanversauerung EPOCA (European Project on Ocean Acidification). Ermöglicht wurde es durch die Unterstützung der Französisch-Deutschen Arktis-Forschungsbasis (AWIPEV) in Ny-Ålesund. „EPOCA hat sich für die Arktis entschieden, da der Ozean in dieser Region aufgrund der niedrigen Wassertemperaturen mehr Kohlendioxid aufnimmt. Die Versauerung läuft dort viel schneller ab als in gemäßigten oder tropischen Regionen“, unterstreicht Jean-Pierre Gattuso. Der Wissenschaftler des Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS-INSU) vom Observatoire Océanologique de Villefranche-sur-Mer, Frankreich koordinierte EPOCA. Zudem war es Ziel des Projekts, die Reaktionen von Organismen innerhalb ihrer natürlichen Lebensgemeinschaften zu untersuchen und Ergebnisse aus Laborstudien zu überprüfen.

Trends aus dieser ersten Studie mit den Kieler KOSMOS Mesokosmen werden auch von den folgenden Einsätzen in Norwegen (2011), Finnland (2012) und Schweden (2013) bestätigt: „Immer wieder profitieren die Plankton-Zwerge von dem Plus an CO2, sie produzieren mehr Biomasse und mehr organischen Kohlenstoff, die DMS-Produktion und der Kohlenstoff-Export lassen nach“, fasst Riebesell zusammen. „Unser diesjähriges Langzeit-Experiment in Schweden gibt uns aber erstmals die Chance, zu beobachten, was diese Entwicklung für die höheren trophischen Ebenen bedeutet und ob sich das System an das saurere Wasser anpassen kann. Die Ergebnisse erwarten wir mit Spannung.“

Weitere Informationen:

EPOCA
www.epoca-project.eu
Ozeanversauerung – Grundlagen und Downloads
www.bioacid.de/front_content.php?idcat=576&idlang=26

Dr. Andreas Villwock | idw
Weitere Informationen:
http://www.epoca-project.eu
http://www.geomar.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Plastik – nicht nur Müll
26.04.2017 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.

nachricht Paradiese in Gefahr: Bayreuther Studierende forschen auf den Malediven zu Plastikmüll in den Meeren
13.04.2017 | Universität Bayreuth

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungen

200 Weltneuheiten beim Innovationstag Mittelstand in Berlin

26.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Wie digitale Technik die Patientenversorgung verändert

26.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Akute Myeloische Leukämie: Ulmer erforschen bisher unbekannten Mechanismus der Blutkrebsentstehung

26.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Naturkatastrophen kosten Winzer jährlich Milliarden

26.04.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Zusammenhang zwischen Immunsystem, Hirnstruktur und Gedächtnis entdeckt

26.04.2017 | Biowissenschaften Chemie