Zusammenhänge zwischen Mikroorganismen und biogeochemischen Prozessen
In biogeochemischen Studien wurden Mikroorganismen bislang meist außerhalb ihres natürlichen Umfeldes kultiviert und analysiert. Diese Mikrobenkulturen repräsentieren jedoch nur einen Bruchteil (weniger als 1 %) der tatsächlichen Vielfalt. Technologische Fortschritte in der Genomsequenzierung haben die Situation deutlich verbessert, sodass die Wissenschaftler nun die mikrobielle Vielfalt und Rolle von Mikroorganismen bei biogeochemischen Prozessen in natürlicher Umgebung untersuchen können. FUNDIVERDSITY erforschte mittels Gensequenzierung die Rolle von Meeresbakterien an einem Küstenökosystem in der Bucht von Biskaya. Aus dem Untersuchungsgebiet wurden regelmäßig Proben für physikalische, chemische und biologische Untersuchungen genommen. An ihnen untersuchten die Forscher, ob verschiedene Taxa von Mikroorganismen standortspezifisch sind, oder ob sie ähnliche Funktionen in einem Ökosystem übernehmen - ein Phänomen, das als Redundanz bezeichnet wird. Mit modernsten Analysewerkzeugen wie Metagenomik und Pyrosequenzierung wurden bakterielle Strukturen analysiert. Die Projektpartner testen, ob die Vielfalt der Bakterien jahreszeitenabhängig ist und ob diese Veränderungen auf Umwelt- oder biologische Parameter zurückzuführen sind. Anschließend wurde untersucht, ob die Veränderungen biogeochemische Kreisläufe beeinflussen. Die Ergebnisse zeigten, dass ein Großteil der bakteriellen Taxa genau entsprechend ihren Umweltbedingungen vorhergesagt werden kann, auch konnte auf den Grad der Redundanz in diesem Küstenökosystem geschlossen werden. So wurden viele bakterielle Taxa mit Temperatur, Nährstoffgehalt und Mischung der Wassersäule korreliert, was Hinweise zur Funktion mikrobieller Taxa im Ökosystem lieferte. Untersucht wurde auch, ob verschiedene Mikroorganismen in Ökosystemprozessen gemeinsame Stoffwechselstrategien aufweisen, und es wurden wichtige Bakterienpopulationen in biogeochemischen Proben am jeweiligen Standort identifiziert. Die Arbeit von FUNDIVERSITY bei der Identifizierung von Mikroorganismen und ihrer ökologischen Eigenschaften wird dazu beitragen, deren Rolle in biogeochemischen Kreisläufen zu klären, Vorhersagemodelle zu verbessern und den Einfluss des Klimawandels auf Meeresökosysteme zu erforschen.
Schlüsselbegriffe
Mikroorganismus, biogeochemischer Prozess, biogeochemischer Zyklus, Vielfalt, Ökosystem, funktionelle Redundanz, Meeresbakterien, Gensequenzierung, Metagenomik, Pyrosequenzierung, Stoffwechselstrategie
