Neue Studie: Einzigartige methanproduzierende Mikroben in den Thermalquellen von Yellowstone entdeckt

BerlinEin Team der Montana State University hat im Yellowstone-Nationalpark neue Arten von methanproduzierenden Mikroben entdeckt. Diese Entdeckung könnte im Kampf gegen den Klimawandel helfen und Hinweise auf Leben auf anderen Planeten liefern. Die Forschungsergebnisse von Roland Hatzenpichler und seinem Team wurden im Journal Nature veröffentlicht.

Die Wissenschaftler untersuchten zwei verschiedene Arten von Mikroben.

• Methanomethylicia
• Methanodesulfokora

Diese Mikroben gehören zur Gruppe der Thermoproteota, die sich von der Gruppe der Euryarchaeota unterscheidet. Sie sind einzigartig, da sie Methan in vielen unterschiedlichen Umgebungen produzieren können.

Methanogene Organismen ernähren sich von Kohlendioxid oder Methanol und produzieren dabei Methan. Im Gegensatz dazu nehmen Menschen Nahrung zu sich und erzeugen Kohlendioxid. Methan ist ein viel effektiveres Treibhausgas als Kohlendioxid – es hält Wärme in der Atmosphäre 28-mal stärker zurück, wie die US-Umweltschutzbehörde berichtet. Methanogene sind für 70 % der weltweiten Methanemissionen verantwortlich.

Das Team um Hatzenpichler entnahm Proben aus heißen Quellen im Yellowstone-Nationalpark. Die Temperaturen lagen zwischen 60 und 72 Grad Celsius. Im Labor gediehen diese Mikroben gut und produzierten Methan.

Diese Studie zeigt zum ersten Mal, dass diese Mikroben existieren und Methan erzeugen können. Zuvor lagen nur ihre DNA-Sequenzen vor. Diese Forschung erforderte jahrelange sorgfältige Arbeit und internationale Zusammenarbeit.

Lei Cheng vom Biogas-Institut in China und Diana Sousa von der Wageningen-Universität haben eine neue Art von Methanogen gezüchtet. Ihre sechsjährige Forschung mündete in einer Veröffentlichung zusammen mit dem Team von Hatzenpichler.

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Die beiden Mikroben, Methanomethylicia und Methanodesulfokora, kommen in unterschiedlichen Lebensräumen vor. Methanodesulfokora bevorzugen heiße Quellen und Tiefseevulkane, während Methanomethylicia weit verbreitet sind und in Kläranlagen, den Verdauungstrakten von Wiederkäuern und in Feuchtgebieten anzutreffen sind.

Methanomethylicia können in verschiedenen Umgebungen gedeihen. Wir wissen nicht, ob sie immer Methanogenese zur Energiegewinnung nutzen oder ob sie andere Wege haben. Hatzenpichler vermutet, dass diese Mikroben je nach Umgebung zwischen den Methoden wechseln könnten.

Die meisten Methanogene der Euryarchaeota nutzen Kohlendioxid oder Acetat zur Methanproduktion. Hingegen greifen Methanomethylicia und Methanodesulfokora dafür auf Methanol zurück. Diese Entdeckung könnte Wissenschaftlern helfen, die Methanemissionen durch veränderte Umweltbedingungen zu reduzieren.

Das Labor von Hatzenpichler wird mit der Bozeman Agricultural Research and Teaching Farm der MSU zusammenarbeiten. Sie werden Proben entnehmen, um methanproduzierende Mikroben im Vieh zu untersuchen. Neue Doktoranden werden außerdem die Methanproduktion in Abwasser, Böden und Feuchtgebieten erforschen.

Wissenschaftler haben kürzlich etwas Interessantes in der Zellstruktur von Methanomethylicia entdeckt. Diese Zellen bilden Röhren, die zwei oder drei Zellen miteinander verbinden – ein ungewöhnliches Merkmal unter Mikroben. Der Zweck dieser Röhren ist noch unbekannt. Möglicherweise dienen sie dem Austausch von DNA oder chemischen Substanzen.

Durch das Exobiologie-Programm der NASA wurde diese Studie unterstützt. Methanogene könnten Einblicke in das frühe Leben auf der Erde und die Möglichkeit von Leben auf anderen Planeten und Monden mit Methan liefern.

Diese Ergebnisse eröffnen neue Möglichkeiten, um die Methanemissionen zu untersuchen und potenziell zu reduzieren, die den Klimawandel beeinflussen.