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Die Giftfresser von Idaho

Lieblingsspeise: Hochgiftige Chromverbindungen

Sie leben in einer Welt ohne Licht, ohne viel Luft und in drangvoller Enge – die Giftfresser von Idaho. Die winzigen Mikroorganismen wurden entdeckt, als Forscher des Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) Basalt-Bohrkerne unterhalb einer seit 40 Jahren betriebenen Deponie für radioaktive Abfälle entnahmen und untersuchten.

Basaltgestein © LBNL

Das Areal ist hochgradig verseucht: Ein tödlicher Cocktail aus Radionukliden, flüchtigen organischen Verbindungen, Petroleum-Kohlenwasserstoffen, sechswertigem Chrom und anderen nicht-organischen Ionen macht den Untergrund bis in große Tiefen zu einer lebensfeindlichen Umgebung – so dachte man jedenfalls. Besonders das sechswertige Chrom gilt nicht nur als hochgiftig, sondern auch als hochgradig karzinogen und mutagen für alle Organismen. Als leicht lösliche Verbindung kann es problemlos die Zellmembran von lebenden Zellen passieren. Einmal im Zellinneren angekommen, wird es über mehrere Schritte zu dreiwertigem Chrom reduziert und entfaltet dann seine Erbgut schädigende Wirkung.

Die einzige Möglichkeit, diese Folgen einer Verseuchung zu verhindern, besteht darin, das sechswertige Chrom schon vorher – im Untergrund – auf seine dreiwertige Variante zu reduzieren, denn diese ist unlöslich und kann nicht mehr von Zellen aufgenommen werden. Dass genau dies an einigen Stellen des Untergrunds geschieht, haben Hoi-Ying Holman und ihre Kollegen vom LBNL schon häufiger beobachtet. In Idaho wollten sie diesem Phänomen nun genauer auf den Grund gehen. „Schon seit einige Zeit ist bekannt, dass mehrwertige Metallionen an den Oberflächen bestimmter geologischer Materialien reduziert werden,“ erklärt Holman, „aber warum dies so ist, dazu gibt es zwei unterschiedliche Theorien.“

Während einige Forscher davon ausgehen, dass ein rein chemischer Mechanismus für diese Reduktion verantwortlich sein muss, verfolgen Holman und ihr Team eine ganz andere Spur. Und die Untersuchung von Bohrkernen mithilfe von Infrarot-Spektroskopie enthüllte in der Tat Erstaunliches: Zwar war der Basalt selbst eher karg und arm an organischen Verbindungen, aber in den winzigen Poren und Spalten des verseuchten Gesteins wimmelte es von Leben. Mehr als 85 verschiedene Arten von Bakterien identifizierten die Forscher allein an dieser Probenstelle- allesamt Organismen, denen offenbar weder die Sauerstoffarmut und Dunkelheit, noch der hochgiftige Schwermetall-Cocktail etwas anhaben konnte.

Im Gegenteil, es zeigte sich, dass viele der Bakterien das Gift offenbar nicht nur tolerierten, sondern es sogar abbauten. Als besonders effektiv erwies sich dabei eine Art, Arthrobacter oxydans. In Laborversuchen entwickelte das Bakterium dabei einen besonders gesunden Appetit, wenn zusätzlich zur giftigen Chromlösung auch noch ebenfalls giftiger Toluendampf anwesend war. Noch steckt die Erforschung dieser Giftfresser von Idaho in den Anfängen, aber auch sie könnten Kandidaten für eine zukünftige biologische Sanierung von Böden sein.

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Stand: 26.05.2001

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Extremophile
Grenzgänger im Reich der Kleinsten

Überlebenskünstler unter den Mikroben
Dem Geheimnis der Extremophilen auf der Spur

Who's Who der Extremophilen
Rekordhalter in der Welt der kleinsten Wesen

Brodelndes Inferno statt lauer Ursuppe?
Am Beginn der Evolution steht ein Fragezeichen

Arche Noah unter der Erde?
Sind Extremophile die letzten Überlebenden der Urorganismen?

Manche mögen's heiß...
Die Entdeckung einer biologischen Unmöglichkeit

Wo sind die Grenzen des Lebens?
Rätsel um die Tricks der Thermophilen

Thermophile als CO2-Filter
Wenn Algen in Schornsteinen wachsen...

Thermus aquaticus und die PCR
Späte Biotech-Karriere eines "Wunderorganismus"

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