Wärmerer Boden, andere Mikroben

27. Juni 2013, 20:05
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Das Gedeihen zweier Cyanobakterien-Arten in Biokrusten, die trockene Gebiete bedecken, richtet sich nach der Durchschnittstemperatur

Tempe - Mit ein paar simplen Mikroben fängt alles an. Sobald ein Regenguss auf den Boden niedergeht, werden darin die Cyanobakterien munter. Sie beginnen sich zu teilen und bilden Ketten. Um sich vor den Widrigkeiten der Außenwelt zu schützen, legen sich die Winzlinge eine Schleimhülle aus so genannten extrazellulären Polysacchariden zu.

Der reichlich produzierte Schleim verklebt allerdings auch Bodenpartikel. Klümpchen entstehen, die nach und nach von anderen Mikroorganismen, Schimmelpilzen, Flechten und Moosen besiedelt werden. Es ist die Geburt einer Biokruste, einer merkwürdigen, komplexen Lebensgemeinschaft. Unscheinbar, aber von großer ökologischer Bedeutung.

"Man kann in einer Biokruste leicht einige Tausend unterschiedliche Spezies finden", sagt der Biologe Ferran Garcia-Pichel von der Arizona State University in Tempe, USA, zum STANDARD. Die Konglomerate werden überall auf der Welt gefunden, besonders verbreitet sind sie in trockenen Regionen. In manchen Gebieten sind rund 70 Prozent der Erdoberfläche mit Biokrusten bedeckt.

Die lebenden Schichten schützen den Boden vor Erosion durch Wind und Wasser. Im Südwesten Nordamerikas hat die Häufigkeit von Sandstürmen deutlich zugenommen, seit die Biokrusten immer mehr durch menschliche Aktivität zerstört werden, betont Garcia-Pichel. "Sie sind auch sehr wichtig, weil sie Stickstoff aus der Luft fixieren." Das erhöhe die Bodenfruchtbarkeit.

Garcia-Pichel hat die Zusammensetzung dieser Lebensgemeinschaften zusammen mit Kollegen genauer untersucht. An 23 verschiedenen Orten im Westen der USA entnahmen die Experten Proben aus Biokrusten und analysierten die darin enthaltene Artenvielfalt. Es zeigte sich, dass fast überall zwei Cyanobakterien-Spezies, Microcoleus vaginatus und Microcoleus steenstrupii, klar dominierten. Es war aber immer nur eine der beiden Arten in einer Probe vorherrschend. Die jeweils andere ließ sich nur in geringen Mengen nachweisen.

Bei 13 bis 15 Grad Celsius liegt die Grenze

Die Forscher verglichen die Probeentnahmestellen nach Bodenzusammensetzung, jährliche Niederschlagsmengen und Temperatur, um die Ursache für die unterschiedliche Dominanz der zwei Microcoleus-Spezies zu finden. Das Ergebnis ist bemerkenswert eindeutig: Die mittlere Jahrestemperatur entscheidet offenbar darüber, ob M. vaginatus oder M. steenstrupii vorherrscht. Die Grenze liegt bei 13 bis 15 Grad Celsius. Laborversuche bestätigten den Befund: M. vaginatus kann sich bei höheren Temperaturen auf Dauer nicht halten. Die Details der Studie wurden im Fachblatt "Science" veröffentlicht.

Der Klimawandel wird wahrscheinlich große Auswirkungen auf die Zusammensetzung der Biokrusten haben, betont Garcia-Pichel. Wenn die Erwärmung zunimmt, dürfte M. steenstrupii innerhalb der nächsten 50 Jahre vielerorts die Rolle von M. vaginatus übernehmen. Mit bisher nicht abschätzbaren Folgen. M. vaginatus gilt als gut erforscht, doch über die nicht nah verwandte M. steenstrupii ist wenig bekannt. Möglicherweise kann die Spezies sogar selbst Stickstoff fixieren, die Biokrusten könnten dann schneller wachsen. "Die Auswirkungen müssen also nicht unbedingt negativ sein", sagt Garcia-Pichel. (Kurt de Swaaf, DER STANDARD, 28.06.2013)

  • Wozu andere vielleicht "Dreck" sagen würden, ist für Forscher ein Stück Biokruste. Der Klimawandel verändert die komplexe Lebensgemeinschaft aus Bakterien, Mikroben, Pilzen, Flechten und Moosen.
    foto: garcia-pichel

    Wozu andere vielleicht "Dreck" sagen würden, ist für Forscher ein Stück Biokruste. Der Klimawandel verändert die komplexe Lebensgemeinschaft aus Bakterien, Mikroben, Pilzen, Flechten und Moosen.

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