Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Methan: Insektenlarven in Seen sind unvermutete „Klimasünder“

14.03.2017

Büschelmücken (Chaoborus spp) sind kleine Fliegen, die mit Ausnahme der Antarktis überall auf der Erde zu finden sind. Wissenschaftler haben entdeckt, dass die Larven dieser Insekten Methan aus den Sedimenten von Seen freisetzen, um es für ihre Fortbewegung zu nutzen. Dieser Mechanismus könnte die Methan-Emissionen in die Atmosphäre erhöhen und somit die globale Erderwärmung beschleunigen. Die Studie, an der die Universität Genf (UNIGE), das Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB), die Universität Potsdam und die Swansea University beteiligt waren, wurde am 14. März im Fachjournal „Scientific Reports“ veröffentlicht.

Büschelmücken (Chaoborus spp) verbringen ein bis zwei Jahre ihres Lebens als Larven unter Wasser. Tagsüber verstecken sich die Tiere vor ihren Feinden im Sediment, zum Fressen kommen sie aber jede Nacht an die Wasseroberfläche. Um sich auf- und abwärts zu bewegen, nutzen die Larven kleine Gassäckchen in ihrem Körper. Indem sie diese befüllen oder entleeren, verändern die Tiere ihre Position im Wasser.


Klein, aber oho: In Versuchen stellten Wissenschaftler fest, dass die Larven der Büschelmücke Methan freisetzen und das Gas in der Wassersäule verteilen.

IGB

„Dies funktioniert jedoch nur bis zu einer Tiefe von etwa 70 Metern“, erklärt Prof. Hans-Peter Grossart, Mitautor der Studie und Wissenschaftler am IGB. „Dann wird der Wasserdruck zu groß für die Larven, um ihre Gaspolster zu füllen.“ Gemeinsam mit Prof. Daniel McGinnis und Dr. Sabine Flury (Universität Genf) sowie Prof. Kam Tang (Universität Swansea) hat er erforscht, wie es den relativ kleinen Tieren dennoch gelingt, an die Wasseroberfläche zu gelangen.

„Wir wissen, dass Methan in großen Mengen in den Sedimenten am Gewässergrund vorkommt und kleine Bläschen formt“, berichtet Daniel McGinnis. Die Wissenschaftler vermuteten deshalb, dass Büschelmücken dieses Gas nutzen, um damit trotz des hohen Wasserdrucks ihre Gassäckchen aufzufüllen.

Und tatsächlich, das Methan strömt fast automatisch in die Gassäckchen der kleinen Larven und ermöglicht so den Aufstieg der Tiere an die Wasseroberfläche. Durch diesen Lift-Effekt sparen die Larven bis zu 80 Prozent Energie. Das hilft ihnen zum Beispiel, mit weniger Nahrung auszukommen und neue Lebensräume zu erschließen.

Larven verschärfen den Treibhauseffekt

Methan ist aber auch ein entscheidender Faktor bei der globalen Erderwärmung. Das Gas absorbiert 28 Mal mehr Wärme als Kohlendioxid (CO2). „20 Prozent aller natürlichen Methan-Emissionen stammen aus Binnengewässern“, erklärt Grossart. Normalerweise sei das meiste Gas jedoch in Seesedimenten gespeichert und festgelegt.

Die Wissenschaftler untersuchten deshalb, was mit dem Methan passiert, nachdem es von den Larven freigesetzt wird. „Dafür setzten wir die Larven in ein Gefäß mit Wasser, das wir zuvor mit Methan angereichert hatten“, erklärt McGinnis „Anschließend überführten wir sie in methanarmes Wasser.“

Die Messungen ergaben, dass sich der Methangehalt des Wassers proportional zur Anzahl der Larven erhöht. Mit anderen Worten: Die Larven setzen das Gas aus dem Sediment frei und verteilen es anschließend in der Wassersäule. Auf diesem Weg gelangt Methan nicht nur vermehrt in die Oberflächengewässer, sondern von dort aus auch in die Atmosphäre. Die Tiere fördern damit die globale Erderwärmung, sind sich die Autoren einig.

Schlechte Wasserqualität bietet Larven beste Bedingungen

Büschelmücken gelten als ein Zeichen für den schlechten ökologischen Zustand von Seen. „Die Larven, deren Dichte von 2.000 bis 130.000 Individuen pro Quadratmeter variieren kann, kommen insbesondere in Seen mit schlechter Wasserqualität oder einem zu hohen Nährstoffgehalt vor“, sagt McGinnis.

Dies erfordere vor allem Anstrengungen bei der Verbesserung der Wasserqualität und eine Reduktion der Nährstoffeinträge durch Landwirtschaft und Abwässer, um die Freisetzung von Methan künftig zu reduzieren.

Die Studie wurde im Rahmen eines Fellowships am Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei in Neuglobsow durchgeführt.

Link zur Studie:

http://www.nature.com/articles/srep44478 (ab 14. März 2017)

Daniel F. McGinnis, Sabine Flury, Kam W. Tang & Hans-Peter Grossart (2017): Porewater methane transport within the gas vesicles of diurnally migrating Chaoborus spp.: An energetic advantage. Scientific Reports 7:44478, DOI: 10.1038/srep44478.

Ansprechpartner:

Prof. Hans-Peter Grossart
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
E-Mail: hgrossart@igb-berlin.de
Telefon: +49 (0)33082 699 91

Über das IGB:

http://www.igb-berlin.de

Das IGB ist das bundesweit größte Forschungszentrum für Binnengewässer. Es verbindet Grundlagen- und Vorsorgeforschung, bildet den wissenschaftlichen Nachwuchs aus und berät Politik und Gesellschaft in Fragen des nachhaltigen Gewässermanagements. Forschungsschwerpunkte sind u.a. die Langzeitentwicklung von Seen, Flüssen und Feuchtgebieten angesichts sich rasch ändernder Umweltbedingungen, die Renaturierung von Ökosystemen, die Biodiversität aquatischer Lebensräume sowie Technologien für eine ressourcenschonende Aquakultur. Die Arbeiten erfolgen in enger Kooperation mit den Universitäten und Forschungsinstitutionen der Region Berlin/Brandenburg und weltweit. Das IGB gehört zum Forschungsverbund Berlin e. V., einem Zusammenschluss von acht natur-, lebens- und umweltwissenschaftlichen Instituten in Berlin. Die vielfach ausgezeichneten Einrichtungen sind Mitglieder der Leibniz-Gemeinschaft.

Angelina Tittmann | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neue Mechanismen der Regulation von Nervenstammzellen
21.02.2019 | Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt

nachricht Fledermäusen auf der Spur: Miniatur-Sensoren entschlüsseln Mutter-Kind-Beziehung
21.02.2019 | Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Materialdesign in 3D: vom Molekül bis zur Makrostruktur

Mit additiven Verfahren wie dem 3D-Druck lässt sich nahezu jede beliebige Struktur umsetzen – sogar im Nanobereich. Diese können, je nach verwendeter „Tinte“, die unterschiedlichsten Funktionen erfüllen: von hybriden optischen Chips bis zu Biogerüsten für Zellgewebe. Im gemeinsamen Exzellenzcluster „3D Matter Made to Order” wollen Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Universität Heidelberg die dreidimensionale additive Fertigung auf die nächste Stufe heben: Ziel ist die Entwicklung neuer Technologien, die einen flexiblen, digitalen Druck ermöglichen, der mit Tischgeräten Strukturen von der molekularen bis zur makroskopischen Ebene umsetzen kann.

„Der 3D-Druck bietet gerade im Mikro- und Nanobereich enorme Möglichkeiten. Die Herausforderungen, um diese zu erschließen, sind jedoch ebenso gewaltig“, sagt...

Im Focus: Diamanten, die besten Freunde der Quantenwissenschaft - Quantenzustand in Diamanten gemessen

Mithilfe von Kunstdiamanten gelang einem internationalen Forscherteam ein weiterer wichtiger Schritt in Richtung Hightech-Anwendung von Quantentechnologie: Erstmals konnten die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen den Quantenzustand eines einzelnen Qubits in Diamanten elektrisch zu messen. Ein Qubit gilt als die Grundeinheit der Quanteninformation. Die Ergebnisse der Studie, die von der Universität Ulm koordiniert wurde, erschienen jüngst in der renommierten Fachzeitschrift Science.

Die Quantentechnologie gilt als die Technologie der Zukunft. Die wesentlichen Bausteine für Quantengeräte sind Qubits, die viel mehr Informationen verarbeiten...

Im Focus: Wasser ist homogener als gedacht

Um die bekannten Anomalien in Wasser zu erklären, gehen manche Forscher davon aus, dass Wasser auch bei Umgebungsbedingungen aus einer Mischung von zwei Phasen besteht. Neue röntgenspektroskopische Analysen an BESSY II, der ESRF und der Swiss Light Source zeigen jedoch, dass dies nicht der Fall ist. Bei Raumtemperatur und normalem Druck bilden die Wassermoleküle ein fluktuierendes Netz mit durchschnittlich je 1,74 ± 2.1% Donator- und Akzeptor-Wasserstoffbrückenbindungen pro Molekül, die eine tetrahedrische Koordination zwischen nächsten Nachbarn ermöglichen.

Wasser ist das „Element“ des Lebens, die meisten biologischen Prozesse sind auf Wasser angewiesen. Dennoch gibt Wasser noch immer Rätsel auf. So dehnt es sich...

Im Focus: Licht von der Rolle – hybride OLED ermöglicht innovative funktionale Lichtoberflächen

Bislang wurden OLEDS ausschließlich als neue Beleuchtungstechnologie für den Einsatz in Leuchten und Lampen verwendet. Dabei bietet die organische Technologie viel mehr: Als Lichtoberfläche, die sich mit den unterschiedlichsten Materialien kombinieren lässt, kann sie Funktionalität und Design unzähliger Produkte verändern und revolutionieren. Beispielhaft für die vielen Anwendungsmöglichkeiten präsentiert das Fraunhofer FEP gemeinsam mit der EMDE development of light GmbH im Rahmen des EU-Projektes PI-SCALE auf der Münchner LOPEC (19. bis 21. März 2019), erstmals in Textildesign integrierte hybride OLEDs.

Als Anbieter von Forschungs- und Entwicklungsdienstleistungen auf dem Gebiet der organischen Elektronik setzt sich das Fraunhofer FEP schon lange mit der...

Im Focus: Light from a roll – hybrid OLED creates innovative and functional luminous surfaces

Up to now, OLEDs have been used exclusively as a novel lighting technology for use in luminaires and lamps. However, flexible organic technology can offer much more: as an active lighting surface, it can be combined with a wide variety of materials, not just to modify but to revolutionize the functionality and design of countless existing products. To exemplify this, the Fraunhofer FEP together with the company EMDE development of light GmbH will be presenting hybrid flexible OLEDs integrated into textile designs within the EU-funded project PI-SCALE for the first time at LOPEC (March 19-21, 2019 in Munich, Germany) as examples of some of the many possible applications.

The Fraunhofer FEP, a provider of research and development services in the field of organic electronics, has long been involved in the development of...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Unendliche Weiten: Geophysiker nehmen den Weltraum ins Visier

21.02.2019 | Veranstaltungen

Tagung rund um zuverlässige Verbindungen

20.02.2019 | Veranstaltungen

LastMileLogistics Conference in Frankfurt befasst sich mit Lieferkonzepten für Ballungsräume

19.02.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Materialdesign in 3D: vom Molekül bis zur Makrostruktur

21.02.2019 | Verfahrenstechnologie

Neue Mechanismen der Regulation von Nervenstammzellen

21.02.2019 | Biowissenschaften Chemie

Fledermäusen auf der Spur: Miniatur-Sensoren entschlüsseln Mutter-Kind-Beziehung

21.02.2019 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics