Methan, ein starkes Treibhausgas, das die globale Erwärmung vorantreibt, wird in Süßwasserumgebungen wie Seen im Überfluss produziert. Diese Gewässer tragen ungewollt zum Klimawandel bei, indem sie erhebliche Mengen dieses klimawärmenden Gases freisetzen.
Es gibt jedoch einen Hoffnungsschimmer in Form von Mikroorganismen, den so genannten Methanotrophen, die das Potenzial haben, dieses Problem zu mildern. Diese „biologischen Methanfilter“ verbrauchen Methan als Energiequelle und verhindern, dass es in die Atmosphäre entweicht.
Methan ist ein starkes Treibhausgas, das für etwa ein Drittel des derzeitigen globalen Temperaturanstiegs verantwortlich ist.
Sina Schorn
Diese „biologischen Methanfilter“ nutzen Methan, um zu wachsen und Energie zu erzeugen, und verhindern, dass es in die Atmosphäre entweicht.
Forscher des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie und der Schweizer Eawag untersuchten Methanotrophe im Zuger See, Schweiz.
Die erstaunlichen Fähigkeiten der Methanotrophen
Obwohl sie auf Sauerstoff angewiesen sind, wurden aerobe methanoxidierende Bakterien (MOB) in dem sauerstofffreien Wasser des Sees gefunden, die aktiv sind.
MOB nutzen Methanmoleküle, die mit „schweren“ Kohlenstoffatomen markiert sind, um es in Kohlendioxid umzuwandeln und einen Teil des Kohlenstoffs direkt in ihre Zellen einzubauen.
Die Wissenschaftler verwendeten spezielle Instrumente, um diesen Prozess zu beobachten und untersuchten, welche Stoffwechselwege die Bakterien nutzten.
Eine besondere Art der methanbasierten Fermentation
Bei der Untersuchung des genetischen Aufbaus der Methanotrophen entdeckten die Wissenschaftler eine Reihe einzigartiger Gene, die es diesen Mikroorganismen ermöglichen, als Reaktion auf eine begrenzte Sauerstoffverfügbarkeit auf einen alternativen Stoffwechselweg umzuschalten.
Dieser neuartige Fermentationsprozess, der bisher noch nicht in einem Umweltkontext untersucht wurde, bietet wertvolle Einblicke in die komplexen Wechselwirkungen zwischen Mikroorganismen und ihrer Umgebung.
Darüber hinaus ergab die Studie das Vorhandensein von Genen, die mit der Denitrifikation in Verbindung stehen, einem Prozess, der es den Methanotrophen ermöglichen würde, Nitrat als Ersatz für Sauerstoff zur Energiegewinnung zu nutzen.
Verringerung der gegenwärtigen und zukünftigen Methanemissionen
Die Ergebnisse der Studie unterstreichen die Bedeutung der methanoxidierenden Bakterien für die Aufrechterhaltung des Gleichgewichts und die Verhinderung übermäßiger Methanemissionen in der aquatischen Umwelt. Diese Erkenntnisse bieten entscheidende Einsichten für die Entwicklung effektiver Strategien zum Schutz der Gesundheit und des Wohlbefindens unseres Planeten durch die Reduzierung von Treibhausgasemissionen.
Diese Studie wirft ein Licht auf die bedeutende Rolle, die Seen bei der Bekämpfung des Klimawandels spielen können, indem sie bestehende und potenzielle zukünftige Freisetzungen von Methan in die Atmosphäre wirksam reduzieren.