Browning-Halbinsel, Probenahmestelle in der Antarktis. (Belinda Ferrari) Während Bakterien oft mit ekligen Keimen in Verbindung gebracht werden, sind sie in Wirklichkeit so viel mehr. Sie helfen uns Dinge verdauen Sie versorgen Bäume mit Stickstoff, spielen eine große Rolle im Nährstoffkreislauf der Erde und überleben atemberaubende Extreme . Kürzlich haben wir einige davon entdeckt unglaublich hart und winzige Lebenspakete können sogar allein von der Luft leben.
A vor ein paar Jahren Wissenschaftler entdeckten Bakterien in antarktischen Böden, die Luft nicht nur atmen, sondern auch fressen. Jetzt, eine neue Studie zeigt, dass diese Mikroben auch anderswo vorhanden sein könnten, was durch genetische Analysen von Böden aus den drei eisigsten Regionen unseres Planeten – der Arktis, der Antarktis und dem tibetischen Plateau – nachgewiesen wurde.
Da diese Bakterien bisher in Umgebungen mit sehr geringem Nährstoffgehalt nachgewiesen wurden, spielen sie wahrscheinlich eine Schlüsselrolle bei der Versorgung des (zugegebenermaßen spärlichen) Lebens um sie herum.
„Es gibt wahrscheinlich ganze Ökosysteme, die sich auf diesen neuartigen mikrobiellen Kohlenstofffixierungsprozess verlassen, bei dem Mikroben die Energie nutzen, die sie durch das Einatmen von atmosphärischem Wasserstoffgas gewinnen, um Kohlendioxid aus der Atmosphäre in Kohlenstoff umzuwandeln – und so zu wachsen.“ erklärt Mikrobiologin Belinda Ferrari von der University of New South Wales (UNSW) in Australien.
Der Prozess – atmosphärische Chemosynthese genannt – verbindet Photosynthese und geothermische Chemotrophie als einen weiteren Weg Primärproduzenten können mithilfe von Reaktionen auf der Basis anorganischer Materialien ihre eigenen organischen Bausteine für Wachstum und Energiespeicherung herstellen.
Diese besonderen Bakterien oxidieren Wasserstoff aus der Luft zu eine Reihe von Reaktionen auslösen die atmosphärischen Kohlenstoff in lebendes Gewebe umwandeln, das dann auch andere Lebensformen nutzen können – indem sie es konsumieren.
„Wir glauben, dass dieser Prozess gleichzeitig mit der Photosynthese abläuft, wenn sich die Bedingungen ändern, beispielsweise während des Polarwinters, wenn es kein Licht gibt.“ sagte Ferrari.
„Obwohl noch mehr Arbeit nötig ist, um zu bestätigen, dass diese Aktivität weltweit auftritt, bedeutet die Tatsache, dass wir die Zielgene in den Böden der drei Pole entdeckt haben, dass dieser neuartige Prozess wahrscheinlich in kalten Wüsten auf der ganzen Welt auftritt, aber bisher einfach übersehen wurde.“ .'
Ihre Essgewohnheiten, die der Atmosphäre direkt Kohlenstoff entziehen, und die Tatsache, dass sie möglicherweise weiter verbreitet sind, als wir dachten, offenbaren ein weiteres Potenzial Kohlenstoffsenke .
„Unsere Erkenntnisse deuten wahrscheinlich darauf hin, dass die atmosphärische Chemosynthese zum globalen Kohlenstoffhaushalt beiträgt“, sagte Ferrari.
Die mikrobielle Ökologin Angelique Ray, Ferrari und ihre Kollegen durchsuchten 122 Bodenproben von 14 eisfreien, kalten Wüstenstandorten nach Genen, die in einzigartiger Weise mit der atmosphärischen Chemosynthese zusammenhängen. Diese Standorte sind regelmäßigen Frost-Tau-Zyklen, sengender UV-Strahlung und extrem niedrigen Feuchtigkeits-, Kohlenstoff- und Stickstoffwerten ausgesetzt.
Selbst photosynthetisierende Mikroben sind hier selten. Dennoch fanden die Forscher diese Gene an jeder einzelnen Stelle in unterschiedlicher Häufigkeit.
Das Team vermutet, dass Mikroben, die sich diese ressourcenschonende Kohlenstofffixierungsstrategie zunutze machen, in Wüstenregionen mit Nährstoffmangel weit verbreitet sein könnten, deren Zahl aufgrund der globalen Erwärmung voraussichtlich zunehmen wird.
Diese weitgehend unfruchtbaren Gebiete nehmen derzeit 35 Prozent der Erdoberfläche ein, sollen aber bis zum Ende des Jahrhunderts bedeckt sein bis zu 56 Prozent .
Die Forscher hoffen nun, luftfressende Bakterien zu isolieren, um mehr über sie zu erfahren und nach Anzeichen ihrer Präsenz in anderen Ökosystemen zu suchen.
Mit etwas Glück (und viel harter Arbeit) könnten diese Zellgemeinschaften unser Verständnis der lebenswichtigen Kohlenstofffixierungssysteme unseres Planeten verbessern und Einblicke in die Möglichkeit liefern, dass ähnliche Lebensformen anderswo in unserem Universum existieren.
Wenn Bakterien überleben können, indem sie einfach die Erdatmosphäre verschlingen, könnten sie durchaus auch anderswo im Sonnensystem und darüber hinaus etwas Ähnliches tun.
Diese Studie wurde veröffentlicht in Grenzen in der Mikrobiologie .