Die Rolle der Mikroben in marinen Sedimenten
Marine Sedimente bilden die größte organische Kohlenstoffsenke auf dem Planeten. Sie entstehen, wenn organische Stoffe, die an Land und in aquatischen Ökosystemen produziert werden, sich schließlich auf dem Meeresboden ablagern. Ein Teil dieser organischen Stoffe werden remineralisiert, wenn organische Moleküle in anorganische Formen durch die Aktivität von anaeroben Mikroorganismen, die unter der Sedimentoberfläche leben, umgewandelt werden. Gegenwärtig sind die verantwortlichen Mikroorganismen weitgehend unbekannt. Das Projekt SUBSTRAT USE untersuchte das Schicksal einer Reihe von bekannten Kohlenstoffverbindungen mit niedrigem Molekulargewicht in anaeroben marinen Sedimenten. Die Sedimentproben wurden vor den Küsten von Alaska, Dänemark und Mexiko entnommen. Im Labor wurden Sedimentproben mit Medien geimpft, um Mikroben auszuwählen, die auf die Nutzung einzelner oder multipler Substrate spezialisiert sind. Die Projektpartner suchten Sulfat reduzierende, methanogene und acetogene mikrobielle Populationen aus. Diese vertraten die drei Hauptgruppen, die an der Remineralisierung von organischem Material in sauerstoffarmen Meeressedimenten beteiligt sind. Die Ergebnisse zeigten, dass die Substratspezialisten schließlich in einzelnen Substratmedien und die Substratgeneralisten in gemischten Substratmedien dominieren. Die Forscher konnten auch zum ersten Mal die Existenz einer aktiven mikrobiellen Population in Basalt unter dem Untermeeresboden nachweisen. Eine energetische Modellierung lieferte einen theoretischen Rahmen zur Erklärung, wie Acetogene mit Sulfatminderern und Methanogenen (die einen höheren Energieertrag in Stoffwechselreaktionen haben) koexistieren. Es wurde auch ein umfassender Bericht über die funktionellen Gene und mikrobiellen Stoffwechselvorgänge in Umgebungen, die unter dem Meeresboden liegen, geschrieben. Die Ergebnisse von SUBSTRAT USE bieten ein besseres Verständnis der Rolle der Meeressedimente im globalen Kohlenstoffkreislauf. Sie werden Wissenschaftler auch helfen zu erklären, wie Mikroorganismen die Chemie der Ozeane, die Zusammensetzung der atmosphärischen Gase und das Klima der Erde regulieren.
Schlüsselbegriffe
Mikroben, Meeressedimente, Mikroorganismus, Klimawandel, Kohlenstoffsenke, organische Stoffe, Meeresboden, anaerobe Mikroben, Kohlenstoffverbindung, Remineralisierung, Untermeeresboden Basalt, acetogen, Sulfat Minderer, Methanogen, Kohlenstoffkreislauf
