Quelle: Cohen et al. (2022)/Larsson et al. 2022/Dr. Michaela E. Larsson.

Wissenschaftler am UTS haben eine neue Art entdeckt, die das Potenzial hat, Kohlenstoff auf natürliche Weise zu binden, selbst wenn sich die Ozeane erwärmen und saurer werden.

Die auf der ganzen Welt häufig vorkommende Mikrobe führt Photosynthese durch und setzt ein kohlenstoffreiches Exopolymer frei, das andere Mikroben anzieht und bewegungsunfähig macht. Anschließend frisst es einen Teil der gefangenen Beute, bevor es seine Exopolymer-„Mukosphäre“ verlässt. Durch das Einfangen anderer Mikroben wird das Exopolymer schwerer und sinkt ab, wodurch es Teil der natürlichen biologischen Kohlenstoffpumpe des Ozeans wird.

Die Meeresbiologin Dr. Michaela Larsson leitete die in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlichte Studie und sagt, die Studie sei die erste, die dieses Verhalten nachweise.

Meeresmikroben steuern die Biogeochemie der Ozeane durch eine Reihe von Prozessen, einschließlich des vertikalen Exports und der Bindung von Kohlenstoff, der letztendlich das globale Klima moduliert.

Dr. Larsson sagt, dass der Beitrag des Phytoplanktons zur Kohlenstoffpumpe zwar gut belegt ist, die Rolle anderer Mikroben jedoch weitaus weniger verstanden und selten quantifiziert wird. Sie sagt, dass dies insbesondere für mixotrophe Protisten gilt, die gleichzeitig Photosynthese betreiben und andere Organismen fressen können.

„Die meisten Landpflanzen nutzen Nährstoffe aus dem Boden, um zu wachsen, aber einige, wie die Venusfliegenfalle, gewinnen zusätzliche Nährstoffe durch den Fang und Verzehr von Insekten. In ähnlicher Weise nutzen Meeresmikroben, die Photosynthese betreiben und als Phytoplankton bekannt sind, im umgebenden Meerwasser gelöste Nährstoffe, um zu wachsen“, sagt Dr. Larsson.

„Allerdings ist unser Studienorganismus, Prorocentrum cf. balticum, ein Mixotroph, also ist er auch in der Lage, andere Mikroben zu fressen, um eine konzentrierte Nährstoffzufuhr zu erhalten, ähnlich wie bei der Einnahme eines Multivitaminpräparats . Aufgrund ihrer Fähigkeit, Nährstoffe auf unterschiedliche Weise aufzunehmen, kann diese Mikrobe Teile des Ozeans besiedeln, in denen es keine gelösten Nährstoffe gibt und die daher für den Großteil des Phytoplanktons ungeeignet sind.“

Professor Martina Doblin, leitende Autorin der Studie, sagt, dass die Ergebnisse globale Bedeutung für die Art und Weise haben, wie der Ozean unserer Meinung nach Kohlendioxid in der Atmosphäre ausgleicht.

Die Forscher schätzen, dass diese Art, die aus den Gewässern vor Sydney isoliert wurde, das Potenzial hat, jährlich 0,02 bis 0,15 Gigatonnen Kohlenstoff zu versenken. In einem Bericht der National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine aus dem Jahr 2018 wurde festgestellt, dass zur Erreichung der Klimaziele CO2-Entfernungstechnologien und -strategien bis 2050 jedes Jahr etwa 10 Gigatonnen CO2 aus der Atmosphäre entfernen müssen.<

„Dies ist eine völlig neue Art, die noch nie zuvor in dieser Detailliertheit beschrieben wurde. Daraus lässt sich schließen, dass möglicherweise mehr Kohlenstoff im Ozean gespeichert wird, als wir derzeit annehmen, und dass möglicherweise ein größeres Potenzial für den Ozean besteht, durch diesen Prozess auf natürliche Weise mehr Kohlenstoff einzufangen, und zwar an Orten, von denen nicht angenommen wurde, dass sie potenzielle Orte für die Kohlenstoffspeicherung sind. “ sagt Professor Doblin.

Sie sagt, eine interessante Frage sei, ob dieser Prozess Teil einer naturbasierten Lösung zur Verbesserung der Kohlenstoffbindung im Ozean sein könnte.

 „Die natürliche Produktion von Extrazelluläre kohlenstoffreiche Polymere durch Meeresmikroben unter nährstoffarmen Bedingungen, die wir im Zuge der globalen Erwärmung sehen werden, legen nahe, dass diese Mikroben dazu beitragen könnten, die biologische Kohlenstoffpumpe im zukünftigen Ozean aufrechtzuerhalten.“<

„Der nächste Schritt vor der Beurteilung der Machbarkeit einer groß angelegten Kultivierung besteht darin, den Anteil der kohlenstoffreichen Exopolymere zu messen, die gegen den Abbau durch Bakterien resistent sind, und die Sinkgeschwindigkeit der weggeworfenen Mukosphären zu bestimmen.“<

„Dies könnte die Art und Weise, wie wir über Kohlenstoff und die Art und Weise, wie er sich in der Meeresumwelt bewegt, denken, grundlegend verändern.“

Das Papier, Mucospheres Produced by a mixotrophic protist Impact Ocean Carbon Cycling, wurde in Nature Communications veröffentlicht. Die Studie wurde durch ein ARC Discovery-Stipendium finanziert.

Auszug aus UTS News vom 17. März 2022

UTS belegt im Times Higher Education Young University Ranking 2022 den 8. Platz weltweit und den 1. Platz in Australien .

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