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Seen Mooren und sogar im menschlichen Darm spielen diese Prozesse eine große Rolle um Natur und Gesundheit im Gleichgewicht zu halten“ sagt Prof Dr Michael Pester Leiter der Abteilung Mikroorganismen des Leibniz-Instituts DSMZ und Professor am Institut für Mikrobiologie der TU Braunschweig Mikroorganismen stabilisieren Ökosysteme Der Schwefelkreislauf ist einer der bedeutendsten und ältesten biogeochemischen Kreisläufe des Planeten Erde Er ist gleichzeitig eng mit dem Kohlenstoffund Stickstoffkreislauf verzahnt was seine Bedeutung unterstreicht Angetrieben wird er hauptsächlich durch Sulfatreduzierende und Schwefeloxidierende Mikroorganismen Auf einer globalen Skala setzen „Sulfatreduzierer“ durch ihre Aktivitäten rund ein Drittel an organischem Kohlenstoff um der jährlich den Ozeanboden erreicht Schwefeloxidierer konsumieren im Gegenzug rund ein Viertel des Sauerstoffs in marinen Sedimenten Wenn diese Ökosysteme aus dem Gleichgewicht geraten können die Aktivitäten dieser Mikroorganismen rasch zur Sauerstoffzehrung und Akkumulation von toxischem Schwefelwasserstoff führen Dadurch bilden sich sogenannte Todeszonen in denen Tiere und Pflanzen nicht mehr überleben können was nachteilige Folgen für Ökologie und z Bauch für die Fischerei nach sich zieht Daher ist es wichtig zu verstehen welche Mikroorganismen den Schwefelkreislauf im Gleichgewicht halten und wie sie das tun Die publizierten Ergebnisse zeigen dass die Artenvielfalt der Sulfatreduzierenden Mikroorganismen sich über mindestens 27 Phyla Stämme erstreckt Bisher waren Vertreter aus nur sechs Phyla bekannt Zum Vergleich Im Tierreich sind derzeit 40 Phyla bekannt wobei die Wirbeltiere nur einem Phylum den Chordata angehören „Multifunktionale“ Bakterienart Einen Vertreter dieser neuartigen „Sulfatreduzierer“ konnten die Wissenschaftler dem bisher wenig erforschten Bakterien-Phylum der Acidobakterien zuordnen und in einem Bioreaktor untersuchen Mit Hilfe moderner Methoden aus der Umweltmikrobiologie konnten sie nachweisen dass diese Bakterien sowohl aus der Sulfatreduktion sowie aus der Atmung mit Sauerstoff Energie ziehen können Diese zwei Stoffwechselwege schließen sich in allen bisher bekannten Mikroorganismen eigentlich aus Gleichzeitig konnten die Forschenden belegen dass die sulfatreduzierenden Acidobakterien komplexe pflanzliche Kohlenhydrate wie Pektin abbauen können – auch das ist eine Eigenschaft die für „Sulfatreduzierer“ bisher unbekannt war Mit dieser Entdeckung stellen die Forschenden nach Angaben des Leibniz-Instuituts DSMZ auch Lehrbuchwissen auf den Kopf Sie zeigen dass komplexe Pflanzenbestandteile unter Sauerstoffausschluss nicht – wie bisher gedacht – nur durch ein koordiniertes Zusammenspiel verschiedener Mikroorganismen abgebaut werden können sondern auch über einen abgekürzten Weg durch eine einzige Bakterienart Auch neu ist die Erkenntnis dass diese Bakterien dazu sowohl Sulfat als auch Sauerstoff nutzen können Was diese Erkenntnisse im Zusammenspiel des Kohlenstoffund Schwefelkreislaufs bedeuten und wie sie mit klimarelevanten Prozessen verzahnt sind das untersuchen die Forschenden der DSMZ und der TU Braunschweig derzeit Publikationen Dyksma S Pester M Oxygen respiration and polysaccharide degradation by a sulfatereducing acidobacterium Nat Commun 14 6337 2023 https doi org 10 1038 s41467-023-42074-z Muhe Diao Stefan Dyksma Elif Koeksoy David Kamanda Ngugi Karthik Anantharaman Alexander Loy Michael Pester Global diversity and inferred ecophysiology of microorganisms with the potential for dissimilatory sulfate sulfite reduction FEMS Microbiology Reviews Volume 47 Issue 5 September 2023 https doi org 10 1093 femsre fuad058 Quellen Leibniz-Institut DSMZ und TU Braunschweig Umwelt 11 www labo de 12 2023 Dr Stefan Dyskma links und Prof Dr Michael Pester vom Leibniz-Institut DSMZ neben einem Bioreaktor in dem sulfatreduzierende Mikroorganismen untersucht wurden Bild DSMZ