Unentdeckte Helden: Wie Sulfatreduzierende Bakterien den Kohlenstoffkreislauf retten

Oldenburg, Deutschland - In einer aktuellen Studie, die in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht wurde, untersuchen Wissenschaftler der Universität Oldenburg die Rolle sulfatreduzierender Bakterien (SRB) bei der Zersetzung organischer Substanzen im Meeresboden. Dr. Lars Wöhlbrand und Prof. Dr. Ralf Rabus führen an, dass besonders die Familie der Desulfobacteraceae in sauerstofffreien Zonen aktiv ist und eine bedeutende Funktion im globalen Kohlenstoffkreislauf einnimmt. Diese Bakterien sind in der Lage, selbst schwer abbaubare organische Verbindungen bis hin zu Kohlendioxid (CO2) abzubauen, wodurch sie für den Kohlenstoffabbau essenziell sind. Laut uol.de übernehmen sie in küstennahen Gewässern und auf Kontinentalschelfs über die Hälfte des Abbaus organischen Materials.

Die Untersuchung konzentrierte sich auf sechs verschiedene Stämme der Desulfobacteraceae. Diese Stämme wurden einer Vielzahl von 35 Nahrungsstoffen unter 80 Testbedingungen ausgesetzt, um deren metabolische Flexibilität und Anpassungsfähigkeit besser zu verstehen. Alle untersuchten Arten teilen zentrale Elemente in ihrem Stoffwechsel, nutzen jedoch unterschiedliche Transportproteine und Enzyme, was ihre Anpassungsfähigkeit an verschiedene Umweltbedingungen unterstreicht.

Stoffwechsel und Genom-Analysen

Die detaillierte Analyse führte zur Feststellung, dass die SRB als Gemeinschaft agieren, was zu ihrer globalen Verbreitung beiträgt. Die genetischen Marker, die spezifische Stoffwechselmerkmale dieser Bakterien anzeigen, wurden in Sedimentproben aus verschiedenen Meeresgebieten identifiziert. Diese Entdeckung belegt die ökologische Anpassungsfähigkeit und die weltweite Bedeutung der Desulfobacteraceae sowie deren Einfluss auf den Kohlenstofftransport in Meeresablagerungen. Gemäß den Erkenntnissen von sigmaearth.com wird die Bedeutung dieser Mikroben für den Kohlenstoffkreislauf möglicherweise unterschätzt.

Ein besonderes Augenmerk der Studie liegt auf
dem vollständigen Genom von Desulfococcus multivorans, einem Vertreter der SRB, das ein zirkuläres Chromosom von 4,455,399 Basenpaaren aufweist. Wie pmc.ncbi.nlm.nih.gov berichtet, umfasst dieses Genom 3,942 offene Leserahmen (ORFs) und zeigt eine hohe Diversität an CRISPR-Systemen, was auf wiederholte virale Einflüsse hinweist. Die Funktionalität des Genoms bezieht sich stark auf die anaerobe Zersetzung von organischen Verbindungen, was die Relevanz der SRB für die ökologische Dynamik in anerobe Umgebungen verdeutlicht.

Ökologische Bedeutung und zukünftige Forschungen

Die Studie bringt auch wichtige Erkenntnisse für das Verständnis der Auswirkungen des Klimawandels auf marine Ökosysteme hervor. Mit dem Rückgang des Sauerstoffgehalts in den Ozeanen wird der Anteil der SRB am Kohlenstoffabbau voraussichtlich zunehmen. Dies könnte tiefgreifende Auswirkungen auf die Dynamik des Kohlenstoffkreislaufs sowie auf die chemischen Prozesse in den Ozeanen haben. Die Ergebnisse von Dr. Wöhlbrand und Prof. Dr. Rabus bieten somit nicht nur neue Einblicke in die Lebensweise dieser Mikroben, sondern auch einen Rahmen für zukünftige Untersuchungen, die den mikrobiellen Stoffwechsel auf genetischer Ebene erforschen.