Die kleinsten Stromnetze der Welt

Strom wie aus der Steckdose - diese Energieversorgung bewahrheitet sich scheinbar für bestimmte Mikro-Organismen. Die Zellen können ihren Energiebedarf in Form von elektrischem Strom über Nano- Drahtverbindungen decken.

Strom wie aus der Steckdose - diese Energieversorgung bewahrheitet sich scheinbar für bestimmte Mikro-Organismen. Die Zellen können ihren Energiebedarf in Form von elektrischem Strom über Nano- Drahtverbindungen decken. Diese wahrscheinlich kleinsten Stromnetze der Welt haben Forscher entdeckt, als sie Zellaggregate Methan-abbauender Mikro-Organismen untersuchten. Diese bestehen aus zwei völlig verschiedenen Zelltypen, die Methan nur gemeinsam abbauen können. Mithilfe genetischer und elektronenmikroskopischer Verfahren fanden sie kabelartige Verbindungen zwischen den Zellen, die erklären wie die Organismen ihren Energie-Austausch organisieren.

Bremer Forscher untersuchen seit mehreren Jahren wie Methan im Meeresboden von Mikro-Organismen abgebaut wird. Es bleibt ein Rätsel, wie die Methanfresser ohne Sauerstoff ihren Energiehaushalt regeln. Nun zeigen neue Ergebnisse, dass vielleicht der direkte Fluss von Elektronen zwischen Zellen des Rätsels Lösung sein kann

Es war eine Sensation, als im Jahre 2010 Forscher erstmals Strom leitendende Verbindungen zwischen verschiedenen Mikroorganismen fanden. Es stellte sich nun die Frage, ob elektrischer Strom als Energieträger auch für andere mikrobielle Prozesse in der Natur in Frage kommt. Einer dieser Prozesse ist der Abbau von Methan in Bereichen des Meeresbodens, in denen kein molekularer Sauerstoff vorhanden ist. Dieser Vorgang ist unter dem Namen "Anaerobe Oxidation von Methan", kurz AOM, bekannt. Er ist ein klimarelevanter Prozess. Die beteiligten Mikro-Organismen haben Bremer Forscher im Jahre 2000 erstmals beschrieben und seitdem intensiv studiert.

In den tiefen Schichten des Meeresbodens bildet sich Methan aus abgestorbener Biomasse. Dieses Gas steigt zunächst auf, doch noch vor dem Austritt ins Meer wird es im Meeresboden durch ganz spezielle Gemeinschaften (Konsortien) von bestimmten Typen von Bakterien und Archaeen abgebaut. Die Archaeen nehmen das Methan auf und oxidieren es zu Karbonat. Dabei entstehende Energie muss den Partnerbakterien übergeben werden, damit der Prozess ablaufen kann. Die Bakterien veratmen dann statt Sauerstoff Sulfat, um ebenfalls Energie zu gewinnen (Sulfatreduzierer). Aber in welcher Form der Transfer geschieht, blieb bis vor kurzem ein Rätsel. Dieser Prozess findet wahrscheinlich seit Milliarden von Jahren statt und hat schon den Methangehalt in der sauerstofffreien Atmosphäre der jungen Erde beeinflusst. (vm/en-wid)