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Wie seltene Bakterien in Mooren gegen Treibhausgase wirken

21.02.2019

Bisher ist die Wissenschaft davon ausgegangen, dass in einem Ökosystem häufig vorkommende Arten wichtig und seltene Arten eher unbedeutend sind. Es gibt aber Ausnahmen von dieser Regel, wie Wiener Forscher nun in Mooren zeigen. Eine seltene Bakterienart sorgt dort dafür, dass häufiger vorkommende Mikroben nicht so viel vom Treibhausgas Methan produzieren, berichten sie im Fachjournal "mBio".

"Schaut man in ein mikrobielles Ökosystem hinein, ist es in der Regel so, dass nur wenige Arten häufig vorkommen, es aber viele verschiedene seltene Mikroorganismen gibt", erklärte Alexander Loy vom Zentrum für Mikrobiologie und Umweltsystemwissenschaft der Universität Wien gegenüber der APA. Die Forscher sprechen auch von einer "mikrobiellen Samenbank" und sie nahmen an, dass diese genetische Vielfalt zur ökologischen Absicherung dient. Bei veränderten Umweltbedingungen könnte dann die Stunde dieser seltenen Organismen schlagen.

Loy hat nun gemeinsam mit Bela Hausmann und deutschen Kollegen eine seltene Bakterienart (Candidatus Desulfosporosinus infrequens) entdeckt, die der Bildung des Treibhausgases Methan in Mooren entgegenwirkt. Moore sind Kohlenstoffsenken, haben also große Mengen an Kohlenstoff gebunden. Weil viele dieser Feuchtgebiete in den Permafrostregionen des hohen Nordens liegen, die durch die Klimaerwärmung vom Auftauen bedroht sind, befürchtet man, dass dort künftig viel Kohlendioxid (CO2) und Methan (CH4) freigesetzt wird. Schon heute sind Moore für etwa 30 Prozent der weltweiten Methan-Emissionen verantwortlich.

Sulfatreduzierender Organismus

"Candidatus Desulfosporosinus" - weil die Forscher bisher "nur das Genom rekonstruiert, die Art aber noch nicht kultiviert haben, gilt sie noch nicht als valide beschrieben und trägt daher den Zusatz "Candidatus" - ist ein sogenannter sulfatreduzierender Organismus. Er setzt zur Energiegewinnung Sulfat zu Sulfid um. Bei der Veratmung von Sulfat baut er gleichzeitig organische Substanz zu CO2 ab und steht damit in Konkurrenzkampf um die Nährstoffe mit methanbildenden Archaeen. "Auch diese Archaeen sind nicht so häufig im Ökosystem, spielen dort aber eine zentrale Rolle, weil sie die einzigen sind, die Methan bilden", sagte Loy. Und Methan ist rund 25-mal so klimawirksam wie CO2.

Durch ihre hohe Aktivität wirkt die neu entdeckte Bakterienart der Bildung von Methan in Mooren entgegen. Obwohl die Sulfatreduktion mehr Energie bringt als die Methanbildung durch die Archaeen und "Candidatus Desulfosporosinus" daher den Kampf um Ressourcen gegen die Konkurrenten gewinnt, vermehren sich die neu entdeckten Bakterien nicht stärker. Die Wissenschafter vermuten als Grund dafür die im Moor vorherrschenden sauren Bedingungen mit niedrigen pH-Werten. Dadurch müssten die Bakterien ihre gesamte Energie in den Erhalt der Zelle stecken statt in ihr Wachstum bzw. Vermehrung.

Service: http://dx.doi.org/10.1128/mBio.02189-18

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