{"id":196749,"date":"2019-11-21T08:00:50","date_gmt":"2019-11-21T07:00:50","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=196749"},"modified":"2019-11-21T08:00:50","modified_gmt":"2019-11-21T07:00:50","slug":"mikroorganismen-algen-kohlenstoff-weltmeere","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/mikroorganismen-algen-kohlenstoff-weltmeere\/","title":{"rendered":"Forschung zeigt, dass Kohlenstoff in den Weltmeeren neu bewertet werden muss"},"content":{"rendered":"<p>Schon Evolutionspapst und Naturforscher Charles Darwin (1809 \u2013 1882) vermutete, dass im \u201eklaren blauen Wasser\u201c des Ozeans etwas noch kleineres sei als die unter dem Mikroskop erkennbaren Protozoen. Und er hatte Recht. Heute wei\u00df man, dass \u201ejeder Liter Ozeanwasser von Hunderten von Millionen Mikroorganismen wimmelt\u201c, best\u00e4tigt der Meeresforscher Rudolf Amann, Direktor am Max-Planck-Institut f\u00fcr Marine Mikrobiologie in Bremen. Wie wichtig genau diese Mikroorganismen f\u00fcr den Stoffwechsel im Meer sind, haben Amann und seine Kollegen nun genau erforscht und sind zu \u00fcberraschenden Ergebnissen gekommen: Der Stoffwechselzyklus l\u00e4uft anders ab als bisher angenommen.<\/p>\n<p>\u201eObwohl sie selbst nur Mikrometer klein sind, bestimmen [Mikroorganismen] durch ihre schiere Anzahl und ihre hohe Stoffwechselrate ma\u00dfgeblich den Energiefluss und den Umsatz von Biomasse in den Weltmeeren\u201c, erkl\u00e4rt Tobias Erb vom <a href=\"https:\/\/www.mpg.de\/de\">Max-Planck-Institut<\/a> f\u00fcr terrestrische Mikrobiologie in Marburg. Die Wissenschaftler haben nach eigenen Aussagen einen Stoffwechselweg entdeckt, \u201eder eine wichtige Rolle beim mikrobiellen Abbau der Algenbiomasse im Ozean spielt\u201c. Dabei sei es besonders f\u00fcr k\u00fcnftige Berechnungen der Kohlendioxid-Bilanz der Weltmeere wichtig zu wissen, wie die genauen Abl\u00e4ufe auf molekularer Ebene vor sich gehen. Dar\u00fcber hinaus m\u00fcsse man nat\u00fcrlich auch die weltweite Verbreitung kennen.<\/p>\n<p><iframe loading=\"lazy\" title=\"Phytoplankton: Der Abbau der Glycols\u00e4ure im Ozean\" width=\"1290\" height=\"726\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/vuX1MtOXx4s?start=199&#038;feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe><\/p>\n<h3>Was passiert mit dem Kohlenstoff aus der Glycols\u00e4ure?<\/h3>\n<p>Einzellige Algen, sogenanntes Phytoplankton, wandeln Kohlendioxid in Biomasse um. Andere Mikroorganismen verarbeiten noch im Oberfl\u00e4chenwasser viele Tausend Tonnen der Algen-Biomasse, wenn die Algen den Kohlenstoff wieder ausscheiden oder nach der sogenannten Algenbl\u00fcte absterben. Dabei spielt insbesondere die Glycols\u00e4ure, ein direktes Nebenprodukt der Fotosynthese, eine entscheidende Rolle, da sie von den Bakterien zum Teil in Kohlendioxid zur\u00fcck verwandelt wird.<\/p>\n<p>Um die weltweiten Konsequenzen und die Folgen f\u00fcr den Klimawandel zu verstehen zu k\u00f6nnen, sei eine genaue Kenntnis des bakteriellen Abbaus der Algen-Biomasse unabdingbar, erkl\u00e4ren die Forscher. Also m\u00fcsse man genau herausfinden, wo und in welchem Umfang diese N\u00e4hrstoffnetze vork\u00e4men, und was mit dem Kohlenstoff der Glycols\u00e4ure \u2013 insgesamt immerhin rund eine Milliarde Tonnen pro Jahr \u2013 passiert. Bisher war das noch nicht genau bekannt.<\/p>\n<p>Der \u03b2-Hydroxyaspartat-Zyklus in dem Bodenbakterium Paracoccus war jedoch schon seit mehr als 50 Jahren bekannt und Lennart Schada von Borzyskowski, Erstautor der Publikation und Postdoktorand in der Abteilung von Tobias Erb am Max-Planck-Institut f\u00fcr terrestrische Mikrobiologie in Marburg, stie\u00df bei Literaturrecherchen erneut auf diesen Stoffwechselweg. Dabei sei ihm aufgefallen, dass dieser Prozess effizienter sein m\u00fcsste als der bisher f\u00fcr den Abbau der Glycols\u00e4ure angenommene Prozess, berichtet er. \u201eUnd ich fragte mich, ob dieser Stoffwechselweg nicht vielleicht mehr Bedeutung besitzen k\u00f6nnte, als urspr\u00fcnglich angenommen.\u201c<\/p>\n<figure id=\"attachment_196746\" aria-describedby=\"caption-attachment-196746\" style=\"width: 1024px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-large wp-image-196746\" src=\"https:\/\/archive.ioplus.nl\/wp-content\/uploads\/2019\/11\/original1-1024x745.jpg\" alt=\"\" width=\"1024\" height=\"745\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-196746\" class=\"wp-caption-text\">Die mikrobielle Forschung erstreckte sich von der Aufkl\u00e4rung molekularer Prinzipien im Labor bis zum Nachweis ihrer Bedeutung im marinen \u00d6kosystem. \u00a9 Max-Planck-Institut f\u00fcr Marine Mikrobiologie\/ Gunnar Gerdts<\/figcaption><\/figure>\n<h3>Das R\u00e4tsel des vierten Enzyms<\/h3>\n<p>Bei weiteren Recherchen fiel ihm in Datenbanken auf ein Cluster aus insgesamt vier Genen auf, die die Bauanleitung f\u00fcr vier Enzyme liefern. Um eine aus der Glycols\u00e4ure abgeleitete Verbindung weiter umzusetzen, seien schon drei kombinierte Enzyme ausreichend gewesen, schreiben die Wissenschaftler weiter. Also f\u00fchrte Schada von Borzyskowski mit diesem vierten Enzym Test im Labor durch, um herauszufinden, was es bewirkte. Er fand heraus, dass es eine in diesem Zusammenhang bisher unbekannte Reaktion katalysiert, eine sogenannte Iminreduktion \u2013 und diese vierte Reaktion schlie\u00dft den Stoffwechselweg zu einem Kreislauf, \u201edurch den der Kohlenstoff der Glycols\u00e4ure ohne Verlust von Kohlendioxid zirkuliert werden kann\u201c.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/?s=meer\"><em><strong>Mehr Artikel \u00fcber die Verschmutzung und Bedeutung der Meere lesen Sie hier.<\/strong><\/em><\/a><\/p>\n<p>Als n\u00e4chstes sei es darum gegangen, das Vorkommen und die Aktivit\u00e4t dieser Gene im marinen Lebensraum und ihre \u00f6kologische Bedeutung nachzuweisen, erl\u00e4utert Tobias Erb. Dazu ma\u00dfen die Forscher im Fr\u00fchjahr 2018 in mehreren Exkursionen bei Helgoland die Bildung und den Verbrauch von Glycols\u00e4ure w\u00e4hrend der Algenbl\u00fcte. Es zeigte sich, dass der Stoffwechselzyklus aktiv am Stoffwechsel der Glycols\u00e4ure beteiligt ist.<\/p>\n<p>Diese Ergebnisse best\u00e4tigten sich in den bakteriellen Genomsequenzen, die die TARA Oceans Expedition in \u00fcber 10.000 Kilometern Wegstrecke auf den Weltmeeren sammelte. Auch da waren immer wieder die Baupl\u00e4ne des Stoffwechselzyklus zu finden, im Durchschnitt 20 Mal h\u00e4ufiger als alle anderen bekannten Abbaurouten f\u00fcr Glycols\u00e4ure. \u201eDie Entdeckung der Marburger Kolleginnen und Kollegen stellt unser bisheriges Verst\u00e4ndnis zum Schicksal der Glycols\u00e4ure auf den Kopf\u201c, sagt Rudolf Amann. \u201eUnsere Daten zeigen, dass wir den Kreislauf von Milliarden Tonnen Kohlenstoff in den Weltmeeren neu bewerten m\u00fcssen.\u201c Tobias Erb betont, dass diese Arbeit bewusst mache, welche globalen Ausma\u00dfe der Stoffwechsel von Mikroorganismen annehmen kann, und wie viel man immer noch entdecken k\u00f6nne.<\/p>\n<p><strong><em>Titelbild: Auf Satellitenbildern wirken die Algenteppiche mit ihren hellen Schlieren wie Kunstwerke. Allein in der etwa 70.000 Quadratkilometer umfassenden Deutschen Bucht entstehen bei der Algenbl\u00fcte im Fr\u00fchjahr etwa zehn Millionen Tonnen Biomasse. \u00a9 NASA<\/em> <\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Schon Evolutionspapst und Naturforscher Charles Darwin (1809 \u2013 1882) vermutete, dass im \u201eklaren blauen Wasser\u201c des Ozeans etwas noch kleineres sei als die unter dem Mikroskop erkennbaren Protozoen. Und er hatte Recht. 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