Mikroben auf Sandkörnern: Ein globaler Einfluss auf den Stickstoffabbau

BREMEN / LONDON (IT BOLTWISE) – Die Forschung des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie in Bremen hat eine faszinierende Entdeckung gemacht: Mikroben, die auf Sandkörnern leben, könnten eine bedeutende Rolle im globalen Stickstoffkreislauf spielen.

Die Bedeutung von Mikroben, die auf Sandkörnern leben, wird oft unterschätzt. Doch aktuelle Forschungen des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie in Bremen zeigen, dass diese winzigen Organismen eine entscheidende Rolle im globalen Stickstoffkreislauf spielen könnten. Durch die Bildung sauerstofffreier Mikronischen auf Sandkörnern ermöglichen sie die Denitrifizierung, einen Prozess, der normalerweise nur in sauerstoffarmen Umgebungen stattfindet.

Die Denitrifizierung ist ein wichtiger Prozess, der den Stickstoffgehalt in den Ozeanen reduziert. In gut durchlüfteten Sanden war dieser Prozess bisher kaum möglich, doch die Entdeckung der sauerstofffreien Mikronischen ändert dies. Diese Mikronischen entstehen, weil einige Mikroben den gesamten Sauerstoff in ihrer Umgebung verbrauchen, was anderen Mikroben die Möglichkeit gibt, Nitrat zur Denitrifizierung zu nutzen.

Die Forschenden nutzten mikrofluidische Bildgebung, um die Verteilung der Mikroorganismen und die Sauerstoffdynamik auf Sandkörnern sichtbar zu machen. Diese Methode zeigte, dass zehntausende Mikroben auf jedem Sandkorn leben und dass einige mehr Sauerstoff verbrauchen, als durch das umgebende Wasser nachgeliefert wird. Dadurch entstehen anoxische Bereiche, die mit herkömmlichen Methoden nicht erkennbar waren.

Die Auswirkungen dieser Entdeckung sind erheblich. Modellsimulationen zeigen, dass die anaerobe Denitrifizierung in diesen anoxischen Bereichen bis zu einem Drittel der gesamten Denitrifizierung in sauerstoffhaltigen Sanden ausmachen kann. Dies könnte den weltweiten Stickstoffgehalt in gut durchlüfteten Sanden um bis zu einem Drittel verringern.

Permeable Sande bedecken etwa die Hälfte der Küstengebiete unseres Planeten und sind damit ein sehr wertvoller Lebensraum. Die neu entdeckte Form der Stickstoffentfernung in den winzigen sauerstofffreien Bereichen einzelner Sandkörner könnte bis zu einem Drittel des gesamten Stickstoffverlusts ausmachen. Dies ist besonders wichtig, da der menschgemachte Stickstoffeintrag in die Küstenmeere durch Landwirtschaft und andere Aktivitäten dramatisch gestiegen ist.

Diese Forschungsergebnisse könnten weitreichende Auswirkungen auf die Strategien zur Reduzierung des Stickstoffeintrags in die Ozeane haben. Sie zeigen, dass selbst in gut durchlüfteten Sanden bedeutende Prozesse ablaufen, die bisher übersehen wurden. Die Erkenntnisse könnten dazu beitragen, neue Ansätze zur Bewältigung der Stickstoffproblematik in den Meeren zu entwickeln.

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