Mikrobe schützt Ostsee vor Ausbreitung von Todeszonen

Ein kleines Bakterium schützt Ostsee und Schwarzes Meer vor der Ausbreitung von giftigen und sauerstoffarmen Wasserzonen. Die von deutschen Forschern entdeckte Mikrobe lebt in im Randbereich der Todeszonen und verzehrt dort giftigen Schwefelwasserstoff. Damit trägt sie dazu bei, den Meeresgrund zu entgiften und Fische und andere Meerestiere vor den schädlichen Auswirkungen der Todeszonen zu schützen. Zuvor habe man zwar bereits angenommen, dass Mikroben für diesen Prozess eine wichtige Rolle spielten. Erst jetzt habe man aber einen dieser wichtigen Helfer identifiziert, berichten die Forscher im Fachmagazin „Proceedings of the National Academy of Sciences“.

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Die Mikrobiologen entdeckten das Bakterium in Wasserproben aus dem Gotlandbecken in der zentralen Ostsee. Sulfurimonas gotlandica, so die vorläufige Bezeichnung der Mikrobe, lebt dort in großen Mengen am Übergang zwischen der Todeszone und dem umgebenden Meeresbereich.

Sulfurimonas gotlandica ist erstaunlich vielseitig

Die Forscher isolierten die Mikroben und züchteten sie im Labor, um ihre Eigenschaften genauer untersuchen zu können. Dabei zeigte sich, dass Sulfurimonas gotlandica erstaunlich vielseitig ist: „Das Bakterium besitzt einen sehr flexiblen Stoffwechsel und kann sich daher bemerkenswert gut an unterschiedliche Umgebungsbedingungen anpassen“, schreiben Jana Grote vom Leibniz-Institut für Ostseeforschung in Warnemünde (IOW) und ihre Kollegen.

Wie die Forscher berichten, beschränkt sich dieses Bakterium bei der Wahl seiner Energiequellen nicht auf den Schwefelwasserstoff, es kann auch Nitrat in elementarem Stickstoff umwandeln. Diese Reaktion trägt dazu bei, die Überdüngung des Wassers zu verringern, denn Nitrat ist ein wichtiger Nährstoff. In vielen Küstengebieten schwemmen Flüsse reichlich Nitrat ins Meer und tragen damit zur Überdüngung und letztlich auch zur Entstehung der Todeszonen bei. Die neuentdeckte Mikrobe helfe dabei, dies einzudämmen.

Sensoren weisen Mikrobe den Weg zur Nahrung

Das Bakterium kann aber noch mehr: Die genetische Analyse zeigte, dass es mit speziellen Umweltsensoren ausgerüstet ist. Mit diesen kann es die chemischen Verhältnisse in seiner Umgebung erspüren. Die Mikrobe kann sich dann gezielt in Bereiche begeben, in denen sie optimale Nahrung findet.

„Die Kombination von Sauerstofftoleranz, Umweltsensoren und seine Fähigkeit, auf chemische Reize zu reagieren ermöglicht es diesen Organismus, erfolgreich in den sauerstoffarmen Todeszonen zu gedeihen“, sagen die Forscher.

Mikrobe ist Teil einer ganzen Gruppe ähnlicher Bakterien

Nach Ansicht der Wissenschaftler ist das jetzt identifizierte Bakterium kein Einzelfall, sondern nur ein Vertreter einer ganzen Gruppe von relativ ungewöhnlichen Bakterien im Grenzbereich solcher Todeszonen. Sulfurimonas gotlandica könne daher nun als Modellorganismus dienen, dessen Eigenschaften man nun weiter im Labor studieren werde.

„Dadurch werden wir besser verstehen, wie diese Bakterien es schaffen, mit der Sauerstoffarmut zurechtzukommen und welche Rolle sie für die Entgiftung von Schwefelwasserstoff-reichem Wasser spielen“, erklären die Forscher. Das erleichtere es auch, marine Todeszonen zu verstehen und eventuell sogar aktiv beeinflussen zu können. (Proceedings of the National Academy of Sciences, 2012; doi: 10.1073/pnas.1111262109)

(Leibniz-Institut für Ostseeforschung / Proceedings of the National Academy of Sciences / dapd, 23.01.2012 – NPO)