Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Klimawandel: Gelöster organischer Kohlenstoff der Tiefsee reaktiver als angenommen

20.03.2015

Utl.: Tiefsee-Mikroben verarbeiten gelöste organische Stoffe nur ineffizient, weil die Moleküle zu stark verdünnt vorliegen

Die Tiefsee als gigantischer Kohlenstoffspeicher spielt eine entscheidende Rolle beim Klimawandel. Experimente zur Verfügbarkeit von gelöstem organischem Material im Tiefenwasser des Atlantiks haben jetzt gezeigt, dass Tiefwassermikroben durchaus in der Lage sind, dieses organische Material zu nutzen – allerdings aufgrund der großen Verdünnung nicht effizient. Ein internationales ForscherInnenteam unter Leitung von Gerhard J. Herndl von der Universität Wien publiziert dazu in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift "Science".


Wasserproben aus der Tiefsee kommen an Bord des Forschungsschiffes Pelagia.

Copyright: Alexander Bochdansky

Gerhard J. Herndl, Professor für Meeresbiologie an der Universität Wien und ausgezeichnet mit einem ERC Advanced Grant 2010 und dem Wittgenstein-Preis 2011, ist den Rätseln des in der Tiefsee vorherrschenden Kohlenstoffkreislaufes auf der Spur.

Der Ozean als Suppe an gelöstem organischem Kohlenstoff

Alle organischen Verbindungen, die von Organismen im Meer produziert werden, wie z.B. Kohlenhydrate, Proteine, Nukleinsäuren etc., finden sich auch als gelöstes organisches Material im Meerwasser. Diese Moleküle werden durch Beweidung der Organismen des marinen Nahrungsnetzes freigesetzt.

Die Gesamtmenge des im Ozean gelösten organischen Kohlenstoffs entspricht etwa der Menge an Kohlenstoff in Form von Kohlendioxid in der Atmosphäre. Das bedeutet, dass der Ozean ein riesiges organisches Kohlenstoffreservoir darstellt. Der gelöste organische Kohlenstoff des Meeres kann ausschließlich von Mikroorganismen umgesetzt werden.

Der gelöste organische Kohlenstoff des Meeres wird in den Oberflächengewässern effizient von sogenannten heterotrophen Mikroorganismen – hauptsächlich von rund einer Million Bakterien pro Kubikzentimeter Meerwasser – umgewandelt und in Bakterienzellen eingebaut oder veratmet und als Kohlendioxid in das Umgebungswasser abgegeben. In der Tiefsee hingegen ist dieser gelöste organische Kohlenstoff ca. 4.000 bis 6.000 Jahre alt. Aufgrund des enormen Alters der gelösten organischen Moleküle in der Tiefsee wurde bisher angenommen, dass diese für die dort lebenden Mikroben nicht verfügbar sind. Es wurde vermutet, dass es die Modifikation der Molekülstruktur für Mikroben der Tiefsee unmöglich macht, diese Moleküle effizient zu verwerten.

Diversität gelöster organischer Moleküle in der Tiefsee

In Experimenten, in denen gelöstes organisches Material aus dem Wasser aus 2.000 bis 5.000 Meter Tiefe des Atlantiks aufkonzentriert wurde, konnten Herndl und sein Team nun zeigen, dass Tiefwassermikroben durchaus in der Lage sind, dieses organische Material effizient zu nutzen. "Die hohe Diversität der gelösten organischen Moleküle in der Tiefsee und deren große Verdünnung ist der Grund, warum Tiefseemikroben diese Moleküle nicht effizienter nutzen können", erklärt Gerhard Herndl.

Die Diversität der gelösten organischen Moleküle wurde mit einem speziellen Instrument, dem "Fourier-transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (FT-ICR-MS)", gemessen. Tausende von organischen Verbindungen konnten mit dieser Methode in der Tiefsee nachgewiesen werden. Berechnungen ergaben, dass in der Tiefsee eine Bakterienzelle aufgrund der geringen Konzentration der Moleküle und der großen Molekülvielfalt nur etwa alle 15 Sekunden bis 12 Minuten auf ein gleiches organisches Molekül trifft.

"Unsere conclusio lautet also: Die gelösten organischen Moleküle sind zu stark verdünnt, als dass sie von den Mikroben effizient genutzt werden können", so Herndl: "Diese Erkenntnisse stellen auch die vielfach diskutierte Strategie des Geo-Engineering in Frage, durch Speicherung von gelöstem organischem Kohlenstoff in der Tiefsee dem Anstieg des Kohlendioxid in der Atmosphäre entgegenzuwirken".

Die aktuellen Forschungsergebnisse sind Resultat einer im Rahmen einer ERC-finanzierten Forschungsfahrt im Sommer 2012 an Bord des Forschungsschiffes Pelagia. Gegenwärtig bereiten sich Mitarbeiter von Gerhard J. Herndl auf eine Forschungsfahrt vor Hawaii im Pazifik vor, um den Einfluss von den in der Tiefsee herrschenden Druckverhältnissen auf die mikrobielle Aktivität in der Tiefsee zu studieren. Finanziert werden Herndls Forschungen über einen ERC Advanced Grant sowie einen Wittgenstein-Preis des FWF.

Publikation in "Science":
Jesus M. Arrieta, Eva Mayol, Roberta L. Hansman, Gerhard J. Herndl, Thorsten Dittmar, Carlos M. Duarte: Dilution limits dissolved organic carbon utilization in the deep ocean. In: Science, 20.3.2015
DOI: 10.1126/science.1258955

Wissenschaftlicher Kontakt
Univ.-Prof. Dr. Gerhard J. Herndl
Department für Limnologie und Bio-Ozeanographie
Universität Wien
1090 Wien, Althanstraße 14 (UZA I)
T +43-1-4277-764 31
gerhard.herndl@univie.ac.at

Rückfragehinweis
Mag. Alexandra Frey
Pressebüro der Universität Wien
Forschung und Lehre
1010 Wien, Universitätsring 1
T +43-1-4277-175 33
M +43-664-602 77-175 33
alexandra.frey@univie.ac.at

Die Universität Wien ist eine der ältesten und größten Universitäten Europas: An 19 Fakultäten und Zentren arbeiten rund 9.700 MitarbeiterInnen, davon 6.900 WissenschafterInnen. Die Universität Wien ist damit die größte Forschungsinstitution Österreichs sowie die größte Bildungsstätte: An der Universität Wien sind derzeit rund 92.000 nationale und internationale Studierende inskribiert. Mit über 180 Studien verfügt sie über das vielfältigste Studienangebot des Landes. Die Universität Wien ist auch eine bedeutende Einrichtung für Weiterbildung in Österreich. www.univie.ac.at

1365 gegründet, feiert die Alma Mater Rudolphina Vindobonensis im Jahr 2015 ihr 650-jähriges Gründungsjubiläum mit einem vielfältigen Jahresprogramm – unterstützt von zahlreichen Sponsoren und Kooperationspartnern. Die Universität Wien bedankt sich dafür bei ihren KooperationspartnerInnen, insbesondere bei: Österreichische Post AG, Raiffeisen NÖ-Wien, Bundesministerium für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft, Stadt Wien, Industriellenvereinigung, Erste Bank, Vienna Insurance Group, voestalpine, ÖBB Holding AG, Bundesimmobiliengesellschaft, Mondi. Medienpartner sind: ORF, Die Presse, Der Standard.

Veronika Schallhart | Universität Wien
Weitere Informationen:
http://www.univie.ac.at

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Sauerstoffkrisen in der Adria sind nicht nur vom Menschen verursacht
28.03.2017 | Universität Wien

nachricht Müll in den Weltmeeren überall präsent: 1220 Arten betroffen
23.03.2017 | Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

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: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Von Agenten, Algorithmen und unbeliebten Wochentagen

28.03.2017 | Unternehmensmeldung

Hannover Messe: Elektrische Maschinen in neuen Dimensionen

28.03.2017 | HANNOVER MESSE

Dimethylfumarat – eine neue Behandlungsoption für Lymphome

28.03.2017 | Medizin Gesundheit