Die Rolle der Blaualgen im Ökosystem der Ostsee
Das Projekt "Autotrophic-heterotrophic interactions in cyanobacterial aggregates" (AHICA) untersuchte Kohlenstoff- und Stickstoffflüsse in großen Ansammlungen von Stickstoff fixierenden Blaualgen in der Ostsee. Cyanobakterien (gemeinhin als Blaualgen bekannt) sind Bakterien, die mit Photosynthese funktionieren und Sauerstoff als Nebenprodukt produzieren. Die Forscher kombinierten Mikrosensortechnik mit nanoskaliger Sekundärionenmassenspektrometrie (NanoSIMSs), um Kohlenstoff- und Stickstoff-Fixierung auf Einzelzellebene zu messen. Die Wissenschaftler setzten nanoSIMs zusammen mit stabilen Isotopentracer und Mikrosensoren ein und maßen die Fluoreszenz. Ziel war es, Photosynthese, Kohlenstoffassimilation, Atmung, Stickstoffgasfixierung (N2) und die Freisetzung von Ammonium in zwei dominanten kolonienbildenden Cyanobakterien in der Ostsee zu untersuchen. Die beiden Arten, die für die Studie ausgewählt wurden, waren Aphanisamenon sp. und Nodularia spumigena. Für Aphanisamenon sp. wurde festgestellt, dass sie die N2-Fixierung in der Ostsee als Folge der hohen zellspezifischen Kohlenstoff- und Stickstofffixierungsraten zusammen mit ihrer hohen Fülle und langen Vegetationszeit dominieren. Es zeigte sich, dass die freie Sauerstoffproduktion durch Kolonien von Aphanisamenon sp. zu den höchsten gehört, die in aquatischen Systemen gemessen wurde. Dies spielt eine wichtige Rolle bei den biogeochemischen Flüssen in der Ostsee durch die N2-Fixierung und Ammoniumfreisetzung. Die große Zell- und Koloniegröße von Nodularia sp. erlaubt, einen wesentlichen Beitrag zu den Gesamtkohlenstoff- und Stickstoffflüssen in der Ostsee zu machen, sogar auf einem niedrigen Niveau. Hohe Konzentrationen von Ammonium wurden bei Aphanisamenon sp. sowie Nodularia spumigena während der N2-Fixierung freigegeben. Die Kolonien sind daher Mikroumgebungen, die mit Ammonium angereichert sind, die nützlich für andere Mikroorganismen sind, wenn das gros der anorganische Stickstoffkonzentrationen in der Ostsee niedrig ist. Die Ergebnisse zeigen, dass die Stickstoff-fixierenden Cyanobakterien eine wichtige unterstützende Rolle für das Phytoplankton und Bakterien an der Basis des Nahrungsnetzes spielen. In der Ostsee beträgt die Vegetationsperiode von filamentösen Cyanobakterien 2-3 Monate im Sommer; daher haben diese Organismen einen wesentlichen Einfluss auf das Ökosystem der Ostsee.
