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Algenblüte als Zuckerschleuder

Forschungsergebnisse für Medizin und Klimaforschung interessant

Permafrostgebiet © U.S. Fish and Wildlife Service

Auch ohne Geo-Engineering ändert sich schon heute das Reservoir gelöster organischer Substanzen in den Meeren. Die globale Erwärmung sorgt dafür, dass die Permafrostböden in den Tundren Sibiriens und Kanadas langsam auftauen. Das setzt verstärkt organisches Material frei, das über die vielen Flüsse auch in den Nordatlantik gespült wird. Die spannende Frage ist nun: Was passiert mit diesem zusätzlichen Eintrag gelöster organischer Substanzen? Wird er gefressen, was schlecht für das Klima wäre? Oder bleibt er stabil und landet in der Tiefsee?

Leibspeisen gesucht

Um das Schicksal des zusätzlichen gelösten organischen Materials aufklären zu können, müssen die Forscher vom Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie in Bremen nicht nur wissen, was Bakterien auf dem Teller liegen lassen, sondern auch deren Leibspeisen ausfindig machen. Derzeit analysieren Thorsten Dittmar und seine Kollegen deshalb Wasserproben aus der Helgoländer Langzeitserie: Seit 1962 messen Forscher vor der Insel kontinuierlich Salzgehalt, Temperatur sowie die Artenzusammensetzung des pflanzlichen, tierischen und bakteriellen Planktons – jede Woche neu, immer an derselben Stelle.

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Durch den Vergleich der Helgoländer Daten zur Algen- und Bakteriendichte mit den neu gewonnenen Informationen zur Zusammensetzung des gelösten organischen Materials haben die Forscher wichtige Schlüsselsubstanzen identifiziert. Blüht etwa eine bestimmte einzellige Kieselalge, produziert sie unter anderem eine organische Substanz, die ein Bakterium für sein Wachstum benötigt. „Die organischen Substanzen sind also Teil unzähliger hochspezifischer Beziehungsgeflechte zwischen den Mikroorganismen des Meeres“, sagt Thorsten Dittmar.

Ungewöhnliche Zuckermoleküle

Noch ist die Auswertung in vollem Gange, doch eine exotische Substanzklasse haben die Wissenschaftler in den Gewässern vor Helgoland schon entdeckt: ungewöhnliche Zuckermoleküle, die bisher noch gar nicht im Meer nachgewiesen wurden. Diese Stoffe sind in der medizinischen Forschung unter anderem wegen ihrer enzymhemmenden Wirkung bekannt und werden für die Pharmazie aus Landpflanzen gewonnen oder künstlich hergestellt.

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„Die exotischen Moleküle tauchen im Wasser kurz nach der Blüte einer bestimmten Algengruppe auf. Das ist also der erste Nachweis für die natürliche Produktion dieser Substanzklasse im Meer“, sagt Thorsten Dittmar. Die Ergebnisse der Arbeitsgruppe sind möglicherweise auch für die Medizin bedeutsam.

Eiswand und Meeresboden im Südlichen Ozean © Steve Clabuesch / NSF / USAP

Wasser aus allen Gebieten der Erde

Gerade erst wurde Dittmars Team die Teilnahme an drei weiteren Ausfahrten der Polarstern ins Südpolarmeer genehmigt, die alle während des kommenden Winters stattfinden sollen – auf der Südhalbkugel ist dann Sommer. Die Gewässer rund um die Antarktis sind der einzige Ort, an dem Meeresforscher Wasser aus allen Gebieten der Erde an nur einem Tag analysieren können, denn dort fließt Wasser aus Antarktis, Arktis, Atlantik und Pazifik zusammen.

Dadurch lässt sich das gelöste organische Material in Gewässern mit unterschiedlichen Lebensbedingungen für Bakterien untersuchen. Denn Bedingungen wie beispielsweise die Wassertemperatur beeinflussen die Zusammensetzung und Aktivität der Bakteriengemeinschaften und damit auch die Zusammensetzung des gelösten organischen Materials. Auf diese Weise trägt die Forschung dazu bei, die globalen Stoffkreisläufe und möglichen Veränderungen durch den Klimawandel besser zu verstehen.

Ein Update für den IPCC-Bericht

Wie wichtig die Arbeit der Max-Planck-Forschungsgruppe in Oldenburg ist, wird beim Blick in den letzten Sachstandsbericht des Weltklimarats schnell klar. Seit seinem Erscheinen im Jahr 2007 sind die darin gemachten Aussagen zum Klimawandel die wesentliche Basis für politische Entscheidungen zum Klimaschutz.

Doch nach gelöstem organischem Material sucht man in dem mehr als hundert Seiten starken Papier vergebens. Denn 2007 war der Wissensstand noch viel zu lückenhaft, um die 700 Milliarden Tonnen Kohlenstoff sinnvoll in globale Klimamodelle zu integrieren. „Nun wird es Zeit für ein Update“, sagt Thorsten Dittmar.

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Nils Ehrenberg / MaxPlanckForschung
Stand: 26.08.2011

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

„All you can eat“ für Mikroben
Weltmeere speichern große Mengen an organischem Material

Ein kaltes Buffet für Bakterien
700 Milliarden Tonnen Kohlenstoff im Ozeanwasser

Forscher als Ernährungsberater
Fressverhalten von Mikroben im Visier

Wenn Meerwasser Extrarunden dreht
Funktionalisierte polyzyklische Aromate

Bakterien als Klimamacher
Zwischen Eiszeit und Tauwetter

Algenblüte als Zuckerschleuder
Forschungsergebnisse für Medizin und Klimaforschung interessant

Organische Moleküle und polyzyklische Aromate
Ein Glossar

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