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Darauf weisen Wissenschaftler des
Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung (AWI) in
Bremerhaven und des Laboratoire d'Océanographie de Villefranche in
Frankreich in der heutigen Ausgabe der Fachzeitschrift Nature hin
(siehe unten). In ihrer Arbeit zeigen die Wissenschaftler, dass die im
Wasser gelösten, von Algen produzierten Zuckermoleküle durch ihre
Zusammenlagerung Partikel bilden. Diese Partikel spielen eine
wesentliche Rolle bei dem vertikalen "Transport" organischer
Kohlenstoffverbindungen in die Tiefsee. Bislang war man von der
Annahme ausgegangen, dass gelöste organische Substanzen nicht zum
vertikalen Kohlenstofftransport in die Tiefsee beitragen.
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Modell-Ökosysteme in einem norwegischen
Fjord.
Foto: A. Benthien (AWI) |
Raster-Elektronen-Mikroskopische (REM)
Aufnahme von der kalkbildenden Alge Emiliania huxleyi. Die
einzellige Alge ist nur 5 Mikrometer groß.
Foto: B. Rost (AWI) |
Es gibt einen wesentlichen Unterschied zwischen
gelösten und partikulären Substanzen im Ozean. Während gelöste
Substanzen mit dem Wasser treiben, sinken Partikel, wie zum Beispiel
Algenmaterial, ab und können somit Elemente wie Kohlenstoff von der
Wasseroberfläche in die Tiefsee bringen. Der größte Teil der von Algen
produzierten organischen Kohlenstoffverbindungen liegt im Meer jedoch
in gelöster Form vor. Spezielle, gelöste Zuckerverbindungen, die
sauren exopolymeren Polysacchariden, können untereinander zu Partikeln
verkleben. "Wir haben nun gezeigt, dass die Bildung von diesen
Partikeln im Verlauf von Algenblüten schneller ist als die bakterielle
Zersetzung der gelösten Zucker. Somit können diese Partikel, die reich
an Kohlenstoff sind, in den tiefen Ozean absinken", erklärt die
leitende Wissenschaftlerin dieser Studie Dr. Anja Engel.
Die Wissenschaftler führten ihre Experimente in elf
Kubikmetern großen Modell-Ökosystemen (Mesokosmen) durch, die in einem
norwegischen Fjord ausgebracht waren. Über 16 Tage wurde gelöstes und
partikuläres Material in einer Blüte der kalkbildenden Alge Emiliania
huxleyi beprobt. Mit einem Computermodell ist es den Wissenschaftlern
daraufhin zum ersten Mal gelungen, die Dynamik der Bildung von
Partikeln aus gelösten Zuckermolekülen zu simulieren.
Die Produktion von exopolymeren Polysacchariden
hängt von der Physiologie und der Artenzusammensetzung der Algen ab.
Auch globale Umweltveränderungen, wie der Anstieg der
Kohlendioxidkonzentration oder der Eintrag von Nährstoffen in die
oberen, produktiven Wasserschichten, werden vermutlich die Bildung von
Zuckern beeinflussen. Das könnte Konsequenzen für die Aufnahme und
Speicherung von Kohlendioxid im Ozean haben.
Polysaccharide aggregation as a potential sink of
marine dissolved organic carbon, Anja Engel (Alfred-Wegener-Institut;
zurzeit als Gastwissenschaftlerin an der State University New York at
Stony Brook beschäftigt), Silke Thoms (Alfred-Wegener-Institut), Ulf
Riebesell (Alfred-Wegener-Institut; zurzeit am Institut für
Meereskunde an der Universität Kiel), Emma Rochelle-Newall (Laboratoire
d'Océanographie de Villefranche in Frankreich; zurzeit am Centre IRD
de Noumea, New Caledonia) & Ingrid Zondervan
(Alfred-Wegener-Institut). Nature, 29. April 2004. |
