Stickstoffbakterien bei der Rohstoffverwertung überraschend flexibel

29. August 2015, 17:58
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Wiener Forscher nahmen die Fähigkeiten von Nitrospira unter die Lupe

Wien – Nicht wie Fließbandarbeiter, die den ganzen Tag nur eine spezielle Tätigkeit ausführen, sondern wie versierte Handwerker können bestimmte Stickstoffbakterien aus den jeweils verfügbaren Ausgangsstoffen verschiedene Produkte herstellen, fanden Wiener Forscher mit Kollegen heraus. Außerdem sei ihr Zusammenspiel mit anderen Mikroben facettenreicher als vermutet, berichten sie im Fachmagazin "PNAS".

Die grundlegenden Prozesse

Die besagten Stickstoffbakterien (Nitrospira moscoviensis und defluvii) waren zuvor als Nitrit-Oxidierer bekannt. Das sind Mikroben, die von Ammoniak verwertenden Bakterien ihren Ausgangsstoff Nitrit bekommen und es in Nitrat verwandeln, um dabei Energie zu gewinnen. Die Forscher um Holger Daims vom Department für Mikrobiologie und Ökosystemforschung der Universität Wien haben nun herausgefunden, dass sie auch ein paar Schritte weiter oben in der Produktionsketten tätig sein können.

Auf ihrem Erbgut befindet sich nämlich die Information für ein Enzym, mit dem sie Harnstoff spalten können, erklärten sie in einer Aussendung. Dieser ist ein weitverbreitetes Düngemittel und kommt auch im Abwasser in großen Mengen vor. Die Nitrospira-Bakterien verwandeln Harnstoff dabei in Ammoniak, den sie besagten Ammoniak verwertenden Bakterien zur Verfügung stellen. "So entsteht eine Situation, in der die beiden Mikroben-Gruppen jeweils die Energiequelle ihres Partners produzieren und sich quasi gegenseitig füttern", berichten die Forscher.

Auf den Kopf gestellt

Außerdem entdeckten sie, dass die Nitrospira-Bakterien die Produktionskette gleichsam umdrehen, wenn ihnen der Sauerstoff zum Atmen fehlt. Dann verarbeiten sie nämlich ein häufiges Gärungsprodukt namens Formiat und "veratmen" dabei Nitrat, wobei Nitrit entsteht. Dies sei etwa in Kläranlagen kontraproduktiv, wo diese Bakterien eingesetzt werden und es immer wieder Bereiche ohne Sauerstoff gibt, so Daims. "Das giftige Nitrit möchte man ja mit Hilfe von Nitrospira eigentlich aus dem Abwasser entfernen", erklärte er. (APA, 29. 8. 2015)

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