Ozeane nehmen ca. 30% der gesamten anthropogenen CO₂-Emissionen auf. Die stetig ansteigende Zunahme der CO₂-Konzentration im Meerwasser führt zu einer Versauerung der Meere und einer erhöhten Löslichkeit von Karbonaten. Die globalen Auswirkungen dieser Effekte können bereits im Plankton beobachtet werden. Nur sehr wenig weiß man bislang über die Konsequenzen für benthische Mikroorganismen, die eine zentrale Rolle in marinen Nährstoffkreisläufen spielen.

Unter Verwendung verschiedenster molekularer Techniken (z.B. T-RFLP, ARISA, Sequenzierung von 16S rRNA und funktionellen Genen, FISH, qPCR, Metagenom-Analysen) untersuchen wir im Rahmen des BMBF-Projektes BIOACID die Auswirkungen der ansteigenden CO₂-Konzentrationen auf die Vielfalt, Biomasse und Gemeinschaftsstrukturen benthischer Mikroorganismen sowie deren biogeochemische Funktion. Veränderungen in den mikrobiellen Gemeinschaften aber auch die Widerstandsfähigkeit und Belastbarkeit betroffener Ökosysteme untersuchen wir experimentell mit Hilfe von Sediment gefüllten Durchflussreaktoren, in denen wir Veränderungen der Parameter pH, Temperatur und CO₂ simulieren.

Darüber hinaus beschäftigen wir uns auch mit den Effekten hoher CO₂-Anreicherung, wie sie im Bereich von Hydrothermalquellen am Meeresboden vorkommen können. Das Interesse an solchen Systemen ist erheblich gestiegen, da sie ein Analogon zu ungewollten Austritten aus industriellen CO₂-Speichern darstellen. Die Einlagerung von industriellem CO₂ in tiefe Meeresbodenschichten wird z.Zt. als eine Möglichkeit diskutiert, CO₂-Emissionen in die Atmosphäre zu reduzieren. Eine Leckage solcher Speicherstätten hätte bisher nicht untersuchte Konsequenzen auf die Meeresumwelt. Die Auswertung von Messungen und Proben entlang eines natürlichen pH-Gradienten an einem hydrothermalen CO₂-Austritt vor Japan zeigten, dass geringe pH-Werte durch hohe CO₂-Konzentrationen drastische Änderungen in bakteriellen Gemeinschaftsstrukturen hervorrufen, zu einer geringeren Diversität der Megafauna führen, und generell eine erhöhte Heterogenität benthischer Gemeinschaften zur Folge haben.

Kontakt: A. Boetius, A. Ramette

Literatur:

Inagaki, F., Kuypers, M.M., Tsunogai, U., Ishibashi, J., Nakamura, K., Treude, T., Ohkubo, S., Nakaseama, M., Gena, K., Chiba, H., Hirayama, H., Nunoura, T., Takai, K., Jørgensen, B.B., Horikoshi, K. & A. Boetius (2006). Microbial community in a sediment-hosted CO₂ lake of the southern Okinawa Trough hydrothermal system. Proceedings of the National Academy of Sciences 103 (38): 13899-13900.