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23. Mai 2017

Eisenmangel hemmt marine Mikroorganismen

Prozess für Nährstoffkreislauf im tropischen Nordatlantik entdeckt

Kiel - Auch marine Mikroorganismen, wie zum Beispiel Bakterien, benötigen für die Verarbeitung von Phosphor Eisen. Zu diesem Schluss kommen Forscher des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung in Kiel http://geomar.de und der britischen Universität Southampton http://southampton.ac.uk . Bisher war die Forschung davon ausgegangen, dass der Eisen-Aspekt nur auf Algen und den Stickstoffkreislauf in den Ozeanen zutrifft. Das neue Wissen erweitert das Verständnis um die Nährstoffkreisläufe der Meere.

Eisen als zentrales Spurenmetall
 
Grundsätzlich gibt es auch im tropischen Ozean Stickstoff und Phosphor. Beide Nährstoffe sind aber häufig in tote Pflanzen- und Tierteile eingebaut, die zum Meeresboden sinken. "Mikroorganismen sind in der Lage, an diese versteckten Nährstoffe heranzukommen und totes Material zu zersetzen. Mittels ihrer Enzyme wird zum Beispiel Phosphor aus toten Lebewesen herausgelöst und wieder für Algen verfügbar gemacht. Ein entscheidendes Schlüsselelement für diesen Prozess stellt Eisen dar. Enzyme benötigen dieses Spurenmetall, um richtig arbeiten zu können", erklärt GEOMAR-Biologe Thomas Browning.
 
Während einer Ausfahrt im Rahmen des wissenschaftlichen Sonderforschungsbereichs 754 ging das Forscherteam dieser Frage nach. In Feldexperimenten wurde Meerwasserproben Eisen zugegeben und die Enzymaktivität von Mikroorganismen untersucht. "Wir haben festgestellt, dass die Aktivität einer weitverbreiteten Enzymgruppe von Mikroben vom Eisengehalt im Meerwasser abhängig war", unterstreicht Browning die Bedeutung.
 
Phosphor-Verarbeitung geschwächt
 
Mit diesen Ergebnissen konnte das Team eine frühere Studie von Forschern der Universität Oxford untermauern. "In Laborexperimenten konnten diese zeigen, dass Enzyme von Mikroben Eisen benötigen, um Phosphor verarbeiten zu können. Wir konnten nun zeigen, dass das auch für die Umsetzung von Phosphor im Ozean zutrifft", verdeutlicht Browning abschließend.
 
Innerhalb der Schlüsselnährstoffe Stickstoff und Phosphor ging man bislang davon aus, dass hauptsächlich der Mangel an Stickstoff zu einem eingeschränkten Wachstum der Algen führt. Indem der Mensch immer mehr Stickstoff in die Ozeane einträgt, könnte sich dies Verhältnis in Zukunft aber ändern. Die Bedeutung von Phosphor als begrenzender Faktor des Algenwachstums könnte wichtiger werden und das Vorkommen von Eisen würde dabei eine entscheidende Rolle spielen. Diese Veränderungen für die Algen könnten auch Auswirkungen auf deren Sauerstoffproduktion und Aufnahme von Kohlendioxid aus der Atmosphäre haben.

Pressetext.Redaktion

 

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