Winzige Mikroorganismen im schwedischen Moor beeinflussen Klimawandel erheblich

BerlinWissenschaftler untersuchten Mikroorganismen im Stordalen-Moor, einem Torfmoor in der arktischen Region Schwedens, um ihre Auswirkung auf den Kohlenstoffkreislauf zu verstehen. Dabei entdeckten sie, dass diese winzigen Mikroben in der Lage sind, Polyphenole, eine Art organischer Verbindung, abzubauen. Diese Entdeckung stellt bisherige wissenschaftliche Annahmen über ihre Rolle in der Umwelt infrage.

Früher gingen Forscher davon aus, dass Polyphenole inaktiv sind und über lange Zeit Kohlenstoff speichern. Zudem meinten sie, Mikroorganismen bräuchten Sauerstoff, um diese Verbindungen abzubauen. Neue Studien zeigen jedoch, dass Mikroben auch Enzyme besitzen, die ohne Sauerstoff arbeiten. Das bedeutet, dass selbst bei geringen Sauerstoffbedingungen, wie etwa nach Überschwemmungen durch den Klimawandel, diese Mikroben dennoch Polyphenole abbauen können.

Diese Erkenntnis verändert unser Verständnis des Verhaltens von Kohlenstoff in Torfgebieten erheblich. Wichtige Einzelheiten umfassen:

Entdeckung: Mikroben metabolisieren Polyphenole ohne Sauerstoffbedarf

Mikroorganismen können Polyphenole abbauen, was bisher als unmöglich galt. Dabei nutzen sie spezielle Enzyme, die keinen Sauerstoff benötigen. Diese Fähigkeit beeinflusst den Kohlenstoffkreislauf in sauerstoffarmen Umgebungen. Forscher setzten neuartige Computerwerkzeuge ein, um diese Enzyme in Mikroben-Genomen zu identifizieren. Tausende genetische Analysen aus einem arktischen Moorland zeigten vielfältige polyphenol-abbauende Stoffwechselwege auf.

Moorgebiete speichern große Mengen an Kohlenstoff. Eine Erwärmung des Planeten setzt diesen Kohlenstoff jedoch Risiken aus. Der Klimawandel kann zu Auftauen und Überschwemmungen führen, wodurch sauerstoffarme Zonen entstehen. Mikroorganismen, die in solchen sauerstoffarmen Umgebungen Materialien abbauen können, könnten mehr Kohlenstoff in die Atmosphäre freisetzen. Dies würde den Klimawandel weiter beschleunigen.

Wissenschaftler nutzten Daten des Energieministeriums und der National Science Foundation sowie neue Software, um die Verarbeitung von Polyphenolen zu untersuchen. Dieses Werkzeug half ihnen, zahlreiche Enzyme zu identifizieren, die Mikroben verwenden. Die Ergebnisse zeigen wichtige biochemische Aktivitäten im Kohlenstoffkreislauf, die für die Vorhersage der Auswirkungen des Klimawandels auf arktische Ökosysteme von Bedeutung sind.

Das Verständnis der Funktionsweise von Mikroben ist entscheidend. Es ermöglicht Wissenschaftlern, Veränderungen in der Kohlenstoffspeicherung in Mooren vorherzusagen. Mit diesen Erkenntnissen können Pläne zur Reduzierung der Klimaauswirkungen erstellt werden. Diese Forschung zeigt, wie sich die genetische Expression von Mikroben an Veränderungen im Boden anpasst. Sie offenbart, dass diese Mikroorganismen anpassungsfähiger sind als bisher angenommen.

Die Untersuchung offenbart, wie winzige Organismen mit Kohlenstoff in der Umwelt interagieren. Sie zeigt, dass die mikrobielle Aktivität in Mooren komplexer und anpassungsfähiger ist als bisher angenommen. Diese neuen Erkenntnisse ermöglichen ein besseres Verständnis der Funktionsweise dieser Ökosysteme und der Auswirkungen des Klimawandels auf unseren Planeten.

Diese Studie nutzte Ressourcen des Joint Genome Institute und des Environmental Molecular Sciences Laboratory, beides Nutzereinrichtungen des Energieministeriums. Die Forschung wurde teilweise durch das Programm für biologische und umweltbezogene Forschung des Energieministeriums und durch das Biological Integration Institute der National Science Foundation finanziert.

Die Stabilität von Kohlenstoff in Mooren ist ein zentrales Thema. Mit dem Klimawandel wird die Rolle von Mikroorganismen immer bedeutender. Dank fortschrittlicherer Werkzeuge können Wissenschaftler nun diese Herausforderungen besser bewältigen und zukünftige Entwicklungen genauer vorhersagen. Diese Forschung erweitert unser Verständnis der globalen Kohlenstoffprozesse und des Klimawandels erheblich.