Zu-cker bringt viel Koh-len-di-oxid ins tie-fe Meer

Laminarin spielt eine zentrale Rolle im marinen Kohlenstoff-Kreislauf

Die Ozeane sind ein sehr wichtiger Kohlenstoffspeicher im globalen Erdsystem. Dennoch sind viele Prozesse in diesem Zusammenhang noch nicht gekl?rt. Forschende aus Bremen und Bremerhaven haben nun herausgefunden, dass Zucker dabei eine zentrale Rolle spielt. Gleichzeitig ist der sü?e Energietr?ger wichtig für das ?kosystem der Ozeane.

Coscinodiscus wailesii ist eine Mikroalge, die zur Familie der Kieselalgen geh?rt. Sie bilden Algenblüten und produzieren erhebliche Mengen an langkettigen Zuckern. Forscher untersuchen den Umsatz und die Rolle dieser Zucker im Kohlenstoff-Kreislauf.

Im lichtdurchfluteten Oberfl?chenwasser der Ozeane wandeln fotosynthetisch aktive, sehr kleine Pflanzen wie, Kieselalgen (Diatomeen), mehr Kohlendioxid in Biomasse um als die tropischen Regenw?lder. Dabei binden Kieselalgen ebenso wie Pflanzen an Land Kohlendioxid als polymerische Kohlenhydrate – also als langkettige Zucker. Allerdings war es bislang noch nicht gelungen zu kl?ren, wie viel Kohlendioxid über diesen Prozess im Meer gebunden werden kann.

Diese Wissenslücke interessierte die Mitglieder der Forschungsgruppe Marine Glykobiologie des Max-Planck-Instituts für marine Mikrobiologie und des MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universit?t Bremen in Zusammenarbeit mit dem Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung. Um sie zu schlie?en, verwendeten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unl?ngst entwickelte Enzyme, um aus den Bestandteilen von Mikroalgen, wie Diatomeen, die Konzentration des langkettigen Zuckers Laminarin zu messen, einem wichtigen Energietr?ger für diese Pflanzen.

Laminarin bindet Kohlendioxid

Mit diesen in-situ-Pumpen wurden die untersuchten Algenproben aus tieferen Wasserschichten des Arktischen Ozeans gewonnen.

Anhand von Mikroalgen aus dem Arktischen, Atlantischen und Pazifischen Ozean sowie aus der Nordsee konnten die Forschenden absch?tzen, dass im Durchschnitt rund 26 Prozent dieser Algen-Biomasse aus dem Zucker Laminarin bestehen. ?Aus dieser Menge l?sst sich ableiten, dass durch Photosynthese in der Ozeanoberfl?che j?hrlich rund zw?lf Gigatonnen Kohlenstoff in Form von Laminarin in Algen produziert wird“, sagt Stefan Becker, Erstautor der Studie. ?Das ist eine sehr gro?e Menge, wenn man bedenkt, dass die Menschheit dem Global Carbon Budget 2019 zufolge im Jahr 2018 rund 11,5 Gigatonnen Kohlenstoff freigesetzt hat.“

Allerdings werde nur ein kleiner Teil des Kohlenstoffs, der durch Laminarin gebunden wird, der Atmosph?re dauerhaft entzogen. Durch natürliche Prozesse wird ein Gro?teil im Folgenden wieder freigesetzt. Insgesamt haben die Ozeane im Jahr 2018 rund 2,6 Gigatonnen Kohlenstoff dauerhaft aufgenommen. ?Unsere Erkenntnisse weisen aber darauf hin, dass Zucker, wie Laminarin, auch wichtig für die dauerhafte Fixierung von Kohlenstoff im Meer sind“, sagt Becker.

So ist ein weiteres Ergebnis der Forschung, dass der Zucker rund die H?lfte des organischen Kohlenstoffs in sinkenden Diatomeen-Partikeln ausmacht. ?Laminarin spielt dadurch eine wichtige Rolle beim Transport von Kohlenstoff von der Oberfl?che des Ozeans in die Tiefe“, sagt Jan-Hendrik Hehemann, Leiter der Forschungsgruppe Marine Glykobiologie. ?Ob Laminarin hier langfristig deponiert wird, ist nun eine wichtige weitergehende Fragestellung, die wir angehen werden.“

Schwankungen im Tagesverlauf

Weiterhin zeigen die Forschungsergebnisse die hohe Bedeutung von Laminarin für die ?kologie der Ozeane. Mikroalgen bilden die Basis der marinen Nahrungskette; die Konzentration des Zuckers ist in den kleinen Pflanzen aber nicht immer gleich. So stellten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Bremen Schwankungen im Tagesverlauf fest. ?Die Zucker-Konzentration in den Zellen der Algen steigt w?hrend des Tages stark an und sinkt über den Verlauf der Nacht, ?hnlich wie die Jahreszeiten-abh?ngige Energie-Speicherung in st?rkehaltigen Früchten oder Pflanzenwurzeln an Land“, sagt Hehemann. ?Dies hat m?glicherweise einen gro?en Einfluss auf das Fra?verhalten von Tieren im Meer. Denn die Tageszeit bestimmt, wie viel Zucker – und damit Energie – die Tiere beim Fressen aufnehmen.“

So erfüllt Laminarin wichtige ?kologische Funktionen im Ozean. Die gro?en Mengen des Zuckers, die im Ozean gefunden wurden, unterstreichen die hohe Bedeutung des Stoffes im globalen Kohlenstoffkreislauf.

Weitere interessante Beitr?ge

Zur Redakteursansicht
男女做爰高清免费视频