Forschende haben in Kläranlagen weltweit neue bakterielle Partnerschaften entdeckt, die eine überraschende Rolle für das Klima spielen. Während diese Mikroorganismen bei der Abwasserreinigung helfen, produzieren sie teilweise das gefährliche Treibhausgas Lachgas.
In unseren Kläranlagen verbirgt sich eine mikroskopische Welt, die weit mehr ist als eine bloße Ansammlung einzelner Bakterien. Ein internationales Forschungsteam unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie entdeckte dort 14 neue Arten von Bakterien, die als Endosymbionten im Inneren von einzelligen Wirtstieren leben. Diese sogenannten Ciliaten (Wimperntierchen) sind kleine, einzellige Eukaryoten, die praktisch überall vorkommen, wo es Wasser gibt.
Die Bakterien gehen mit ihren Wirten eine extrem enge Bindung ein: Sie versorgen die Ciliaten mit Energie, indem sie schädliches Nitrat aus dem Abwasser entfernen und umwandeln. Da sie für ihre Wirte eine ähnliche Funktion wie Mitochondrien in menschlichen Zellen übernehmen, bezeichnen die Forschenden sie als eine Art „Mitochondrien 2.0“. Doch diese mikrobielle Zusammenarbeit hat eine tückische Schattenseite für die Erdatmosphäre.
Die am weitesten verbreitete Art der neuen Symbionten, Candidatus Azoamicus parvus, kann den Prozess der Stickstoffumwandlung nicht vollständig abschließen. Statt harmloses Stickstoffgas zu produzieren, setzt sie Lachgas frei — ein Treibhausgas, das etwa 300-mal klimawirksamer ist als Kohlendioxid.
Die Gruppenleiterin der Forschungsgruppe Treibhausgase am Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie, Dr. Jana Milucka, zeigt sich alarmiert.
Dieser kleinste Symbiont war tatsächlich am weitesten verbreitet. Das macht uns natürlich ein bisschen Sorgen.
Dr. Jana Milucka, Gruppenleiterin der Forschungsgruppe Treibhausgase am Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie
Die Analysen zeigten, dass solche Symbiosen in bis zu 50 Prozent aller weltweit untersuchten Kläranlagen aktiv sind. Da die Abwasserreinigung einer der größten Anwendungsbereiche der Mikrobiologie ist, könnten diese Erkenntnisse entscheidend dabei helfen, Klärprozesse ökologisch zu optimieren.
Warum ein besseres Verständnis dieser winzigen Partner essenziell ist, um die Klimabilanz unserer Infrastruktur nachhaltig zu verbessern, darüber spricht Wieland Mikolajczyk mit Dr. Jana Milucka vom Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie in dieser Folge des „Forschungsquartetts“. Moderiert wird die Episode von detektor.fm-Redaktionsleiter Stephan Ziegert.