Forschungsquartett | Stickstoff aus dem Ozean

Bakterium meets Alge

20.09.2016

Organismen brauchen Stickstoff zum Überleben. Damit er von vielen Lebewesen aufgenommen werden kann, muss er aber erst mal verfügbar gemacht werden. Wissenschaftler haben nun ein Bakterium im Ozean gefunden, das das besonders gut kann.

Stickstoff ist wichtig für so gut wie alle Lebewesen. Er kommt in Proteinen vor, in vielen Zellstrukturen und in der DNA. Beinahe 80 Prozent unserer Luft besteht daraus. Doch viele Organismen können den Stoff nicht im gasförmigen Zustand aufnehmen. Deshalb ist die so genannte Stickstoff-Fixierung so bedeutend. Nur bestimmte Bakterien können das Gas so umwandeln, dass es für andere Organismen verfügbar wird.

Ein bislang unterschätztes Bakterium

Viele dieser Stickstoff-Fixierer waren lange Zeit unbekannt. So auch das Bakterium UCYN-A. Obwohl dieser kleine Organismus sehr zahlreich vorkommt, wurden seine Aktivität bislang noch nicht untersucht. Die Forschungen am Max-Planck-Insitut für Marine Mikrobiologie zeigen jetzt: Bisherige Annahmen über die Hauptakteure der Stickstoff-Fixierung müssen überarbeitet werden. Bisher war man davon ausgegangen, dass ein Großteil des Stoffes vom Bakterium Trichodesmium kommt.

Martinez-Perez_Tim FerdelmannObwohl Trichodesmium sehr zahlreich war, war es nicht sehr aktiv und hat nicht sehr viel Stickstoffgas fixiert.Clara Martínez-Pérezvom Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie. Foto: Tim Ferdelman 

Stickstoff (N) gegen Kohlenstoff (C): Ein Austausch von Stoffen

Im Gegensatz zu anderen Bakterien kann UCYN-A keinen Kohlenstoff aus Photosynthese gewinnen. Um das zu kompensieren, geht es eine Symbiose mit einer Alge ein. Die Alge liefert den Kohlenstoff, das Bakterium den Stickstoff. Wegen dieses Tausches muss die Bakterie für sich und die Alge Stickstoff fixieren. Dadurch wird eine enorme Menge Stickstoff produziert, mehr als bisher angenommen.

So kommt es, dass UCYN-A im tropischen Nordatlantik genauso viel Stickstoffgas fixierte wie Trichodesmium. Außerdem kommt das UCYN-A in allen Ozeanen von der Arktis bis zur Antarktis vor. Finden lassen sich die Bakterien aber nur in kleinen Mengen. Daraus schlussfolgerten die Wissenschaftler, dass es besonders schnell gefressen oder anderweitig aus dem Wasser entfernt werden muss.

detektor.fm-Reporter Konstantin Kumpfmüller hat sich das mal genauer erklären lassen: