Biofilme als "Fingerabdruck" unterschiedlicher Flusslandschaften

19. August 2014, 10:40
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Eingriffe wie Stauwerke oder Flussregulierungen können die mikrobiellen Lebensgemeinschaften stören, fanden Forscher der Uni Wien heraus

Wien - An der mikrobiellen Lebensgemeinschaften einer Flusslandschaft lässt sich der Zustand des Bachnetzwerks ablesen. Sie spiegeln wie ein "Fingerabdruck" die Umweltbedingungen in dem Ökosystem wider, berichtet Tom Battin von der Universität Wien mit einem internationalen Team in der Fachzeitschrift "PNAS". Werden sie durch menschliche Eingriffe wie Stauwerke oder Flussregulierungen gestört, können diese Gemeinschaften auseinanderbrechen.

Sogenannte Biofilme dominieren laut Battin, der am Department für Limnologie und Ozeanographie forscht, das mikrobielle Leben in Bächen und Flüssen. Darin können Tausende verschiedener Mikroben-Arten vorkommen, die sich mittels einer ausgeschiedenen Schleimmatrix gegen Umwelteinflüsse schützen. Die Kleinstlebewesen in diesen Filmen steuern wesentliche Prozesse in Ökosystemen und spielen Schlüsselrollen in biogeochemischen Kreisläufen. Wie sich die Bakterienarten in Gemeinschaften zusammenfügen und wie diese Gefüge von der Umwelt beeinflusst werden, war bisher unklar.

Mikrobiologischer "Fingerabdruck"

Die Wissenschafter sequenzierten in ihrer Arbeit die Erbsubstanz (DNA) von Biofilmen aus 114 Bächen im Einzugsgebiet des niederösterreichischen Flusses Ybbs. Anschließend konstruierten sie aus diesen Daten die Gemeinschaftsgefüge der Biofilme und modellierten die hydrologischen Verhältnisse in der Bachlandschaft. Es zeigte sich, dass sich die Zusammensetzung der Biofilme nicht zufällig über das Bachnetzwerk der Ybbs verändert. Vielmehr stellt das Gemeinschaftsgefüge quasi einen "Fingerabdruck des Bachnetzwerkes" dar, erklärten sie in einer Aussendung der Uni.

So sind etwa die Gemeinschaften der Mikroorganismen in kleinen Bächen im Oberlauf ziemlich isoliert und dadurch in ihrer Verbreitung begrenzt. Auch hydrologische Schwankungen können sich auf die Stabilität lokaler Biofilmgemeinschaften auswirken.

Sensible Detektoren von Störungseinflüssen

Netzwerkanalysen und Computersimulationen hätten weiters gezeigt, dass bestimmte mikrobielle Gruppen das Gemeinschaftsgefüge zusammenhalten und besonders sensibel auf Störungseinflüsse reagieren. Die Studie würde zeigen, dass mikrobielle Lebensgemeinschaften "regelrecht auseinanderbrechen", wenn sie zu sehr gestört werden, erklärten die Forscher. So können sich etwa das Aufstauen von Wasser oder Flussregulierungen - also alle Eingriffe in die Hydrologie - auf das Gemeinschaftsgefüge mikrobieller Biofilme auswirken. (APA/red, derStandard.at, 19.08.2014)

  • In kleinen Bächen ist die mikrobielle Diversität am höchsten, wie die Untersuchung der Forscher von der Universität Wien am Bachnetzwerk der Ybbs (im Bild) zeigten.
    foto: uni wien/amber ulseth

    In kleinen Bächen ist die mikrobielle Diversität am höchsten, wie die Untersuchung der Forscher von der Universität Wien am Bachnetzwerk der Ybbs (im Bild) zeigten.

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