Wiener Forscher messen Effizienz der Stickstoffnutzung von Mikroben

21. April 2014, 17:28
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Vergleich verschiedener Ökosysteme zeigt, wie sich die Kleinlebewesen ihren Umweltbedingungen anpassen

Wien - Wenn Mikroben die abgestorbenen Überreste anderer Organismen zersetzen, um deren Bestandteile für sich zu nutzen, verbrauchen sie nicht alles davon selbst. Der Rest wird in verschiedenen Formen ausgeschieden und steht damit anderen Lebewesen zur Verfügung. Wie effizient Mikroorganismen Stickstoff aufnehmen und wie viel sie wieder freisetzen, konnten Wiener Forscher nun erstmals messen, berichten sie im Fachjournal "Nature Communications".

"Die Mikroorganismen nehmen Stickstoff zum Beispiel als Aminosäuren auf und bauen diese teilweise selbst ein, zum Teil spalten sie den stickstoffhaltigen Ammonium-Teil ab und er wird ausgeschieden", erklärt Andreas Richter vom Department für Mikrobiologie und Ökosystemforschung der Universität Wien. In Form von Ammonium könne der Stickstoff etwa von Pflanzen verwertet werden.

Die mikrobielle Stickstoffnutzungseffizienz - also das Verhältnis von einverleibtem und abgegebenem Stickstoff - regelt, was davon im Boden gespeichert bleibt und wie viel für das Pflanzenwachstum zur Verfügung steht. Der ausgeschiedene Stickstoff könne aber auch als Treibhausgas verloren gehen oder in Form von Nitrat in das Grundwasser ausgewaschen werden, so die Forscher.

Messung in verschiedenen Ökosystemen

Sie konnten dieses Verhältnis in unterschiedlichen Ökosystemen messen, etwa der sibirischen Tundra, kalt-gemäßigten Wäldern, dem alpinen Grasland und in Laubstreu. Dazu brachten sie Aminosäuren mit sogenanntem "schweren Stickstoff" (15N) aus, und beobachteten, wie er über die Zeit mit dem viel häufigeren und leichteren 14N-Stickstoff verdünnt wurde. "Mit dieser Methode können wir berechnen, wie viel Stickstoff von den Mikroorganismen aufgenommen und wie viel wieder abgegeben wird", so Richter.

Die Studie habe auch gezeigt, dass die Mikroben ihre Stickstoffnutzungseffizienz aktiv regeln können. Ist in dem Nährboden viel Stickstoff im Vergleich zu Kohlenstoff, dann nehmen sie ihn weniger effizient auf und geben mehr an die Umwelt ab als bei Stickstoffmangel. "Dafür müssen die Mikroorganismen ihre Stoffwechselwege umstellen, denn sonst würden sie gar kein Ammonium produzieren und ausscheiden", so der Ökosystemforscher. (APA/red, derStandard.at, 21. 4. 2014)

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