Schwefelpurpurbakterien fixierten Stickstoff
Analyse des Schweizer Alpensees Lago di Cadagno zeigt Bedeutsamkeit neben Cyanobakterien
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Bilder von Schwefelpurpurbakterien im Süßwassersee (Fotos: Miriam Philippi) |
Bremen (pte021/06.08.2021/12:00) Neben Cyanobakterien haben auch Schwefelpurpurbakterien unter Bedingungen wie im Proterozoischen Ozean substanziell zur Stickstofffixierung beigetragen. Zu dem Schluss kommen Forscher des Bremer Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie http://mpi-bremen.de . Für ihre wissenschaftliche Arbeit haben die Experten den Schweizer Alpensee Lago di Cadagno genutzt. Dieser stellt wegen seiner stabilen Schichtung (denn die oberen und unteren Wasserschichten mischen sich nicht), einen vergleichbaren Lebensraum wie damals dar.
Leben vor 1,6 Mrd. Jahren
In der Übergangsregion des Sees zwischen der oberen, sauerstoffhaltigen und der unteren, sauerstofffreien und sulfidhaltigen Schicht leben Schwefelpurpurbakterien. Sie kommen ohne Sauerstoff aus, betreiben Photosynthese und oxidieren Schwefel. "Der Fund von Fossilien dieser Gruppe von Mikroorganismen weist darauf hin, dass sie schon vor mindestens 1,6 Mrd. Jahren, also im Proterozoikum, auf unserer Erde lebten", ergänzt Erstautorin Miriam Philippi.
Mittels biogeochemischen und molekularen Analysen haben die Forscher entdeckt, dass Schwefelpurpurbakterien sehr effizient Stickstoff fixieren. Stickstofffixierung ist die Umwandlung von wenig reaktionsfreudigem Stickstoffgas aus der Atmosphäre zu Stickstoffverbindungen, die auch andere Organismen nutzen können, zum Beispiel Algen. "Soweit wir wissen, ist das der erste Nachweis von Stickstofffixierung durch in der Umwelt lebende Schwefelpurpurbakterien. Wir stellten fest, dass sie dazu das heutzutage am weitesten verbreitete Enzym, die Molybdän-Nitrogenase, nutzen", so Mitautorin Katharina Kitzinger.
Enzym im Cadagno-See gefunden
Obwohl dieses Enzym nicht selten ist, waren die Fachleute sehr überrascht, es im Cadagno-See zu finden. Denn dort gibt es äußerst wenig Molybdän im Wasser - genauso wie im proterozoischen Ozean. Deswegen nahm man an, dass auf der frühen Erde Nitrogenasen ohne Molybdän vorherrschten. "Die Molybdän-Nitrogenase funktioniert also auch bei niedrigen Konzentrationen von Molybdän ganz hervorragend", unterstreicht Kitzinger abschließend.
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