Neue Forschungen aus der Arktis zeigen, dass Pilze im Meeresboden eine überraschend wichtige Rolle bei der langfristigen Speicherung von Kohlenstoff spielen könnten. Statt organische Stoffe schnell abzubauen und als CO₂ freizusetzen, binden bestimmte marine Pilze Kohlenstoff effizient in ihrer Biomasse. Besonders in arktischen Fjorden könnte dieser bisher unterschätzte Mechanismus eine wichtige Bedeutung für den globalen Kohlenstoffkreislauf und den Klimaschutz haben.
Wie speichern Pilze im Meeresboden Kohlenstoff?
Eine aktuelle Studie der Ludwig-Maximilians-Universität München zeigt, dass Pilze in arktischen Sedimenten organische Stoffe aufnehmen und dadurch Kohlenstoff langfristig im Meeresboden festhalten können. Die Erkenntnisse verändern das Verständnis des marinen Kohlenstoffkreislaufs und werfen neue Fragen zur Rolle mikrobieller Lebensgemeinschaften im Klimasystem auf.
Warum ist die Kohlenstoffspeicherung in der Arktis so wichtig?
Die Arktis gehört zu den sensibelsten Regionen unseres Planeten. Gleichzeitig spielt sie eine zentrale Rolle für das globale Klima. Besonders arktische Fjorde gelten als natürliche Kohlenstoffsenken. Das bedeutet: Sie können große Mengen Kohlenstoff aufnehmen und über lange Zeiträume speichern.
Das Problem besteht darin, dass sich die Arktis deutlich schneller erwärmt als viele andere Regionen der Erde. Forschende sprechen inzwischen davon, dass sich die Region etwa viermal schneller erwärmt als der globale Durchschnitt. Dadurch verändern sich nicht nur Gletscher und Meereis, sondern auch die biologischen Prozesse in den Sedimenten am Meeresboden.
- Arktische Fjorde speichern große Mengen organischen Kohlenstoffs
- Sie gehören zu den effektivsten natürlichen Kohlenstoffsenken
- Mehr als zehn Prozent des unter dem Meeresboden gespeicherten Kohlenstoffs befinden sich in Fjordsystemen
- Steigende Temperaturen verändern mikrobielle Prozesse im Sediment
- Pilze könnten dabei eine bisher unterschätzte Schlüsselrolle spielen
Welche Ergebnisse zeigte die Studie im Überblick?
| Bereich | Ergebnis der Studie | Bedeutung |
|---|---|---|
| Pilze im Sediment | Nehmen organische Stoffe effizient auf | Fördern Kohlenstoffbindung |
| CO₂ Freisetzung | Weniger schnelle Remineralisierung | Weniger Kohlenstoff gelangt direkt zurück in die Umwelt |
| Fjordsedimente | Besondere Pilzgemeinschaften entdeckt | Eigene ökologische Funktionen möglich |
| Untersuchungsmethode | Stabile Isotopenmarkierung | Aufnahme organischer Stoffe exakt nachvollziehbar |
| Langfristige Speicherung | Kohlenstoff bleibt stärker im Sediment gebunden | Potenzielle Bedeutung für Klimamodelle |
Was genau haben die Forschenden untersucht?
Die Studie wurde von einem internationalen Forschungsteam unter Leitung von Professor William Orsi vom Department für Geo und Umweltwissenschaften der Ludwig-Maximilians-Universität München durchgeführt.
Die Forschenden konzentrierten sich auf den Kongsfjorden auf Spitzbergen in Svalbard. Dieses Gebiet gilt als besonders interessant für Klimaforschung, da dort Gletscher, Meerwasser, Sedimente und Böden eng miteinander verbunden sind.
Die Wissenschaftler entnahmen Proben aus:
- Meeressedimenten
- Meerwasser
- Gletscherumgebungen
- Arktischen Böden
Anschließend analysierten sie mithilfe moderner Isotopenmarkierungstechniken, wie Mikroorganismen organische Stoffe aufnehmen und verarbeiten.
Was bedeutet DOM im marinen Kohlenstoffkreislauf?
Im Mittelpunkt der Studie stand sogenanntes DOM. Die Abkürzung steht für „Dissolved Organic Matter“, also gelöste organische Stoffe.
Dabei handelt es sich um organische Moleküle im Wasser, die aus abgestorbenen Pflanzen, Mikroorganismen oder tierischen Resten stammen können. DOM spielt im globalen Kohlenstoffkreislauf eine enorme Rolle.
Mikroorganismen können diese Stoffe:
- als Energiequelle nutzen
- in Biomasse umwandeln
- oder zu CO₂ abbauen
Die entscheidende Frage lautet daher: Wird der Kohlenstoff langfristig gespeichert oder wieder freigesetzt?
Warum sind Pilze im Meeresboden so überraschend?
Pilze kennt man normalerweise aus Wäldern, Böden oder von Pflanzen. Dort spielen sie eine wichtige Rolle beim Abbau organischer Stoffe und bei der Stabilisierung von Kohlenstoff im Boden.
Im marinen Bereich standen bisher meist Bakterien im Fokus der Forschung. Dass Pilze in Sedimenten des Meeresbodens ebenfalls aktiv am Kohlenstoffkreislauf beteiligt sind, wurde lange unterschätzt.
Die aktuelle Studie zeigt nun deutlich, dass marine Pilze keineswegs nur passive Bewohner des Sediments sind. Stattdessen besitzen sie offenbar hochaktive Stoffwechselprozesse.
Die Forschenden beobachteten, dass Pilze organische Stoffe besonders effizient aufnehmen und in mikrobielle Biomasse umwandeln. Dadurch bleibt mehr Kohlenstoff im Sediment gebunden, statt als CO₂ wieder in die Umwelt zu gelangen.
Wie funktioniert die Kohlenstoffspeicherung durch Pilze?
Die Studie deutet darauf hin, dass Pilze im Sediment organische Stoffe anders verarbeiten als viele Bakterien.
Während manche Mikroorganismen organische Moleküle schnell abbauen und dabei CO₂ freisetzen, speichern die Pilze offenbar größere Mengen Kohlenstoff in ihrer eigenen Biomasse.
Das bedeutet:
- Organische Stoffe gelangen ins Sediment
- Pilze nehmen diese Stoffe auf
- Der Kohlenstoff bleibt in der mikrobiellen Biomasse gebunden
- Weniger CO₂ wird freigesetzt
- Langfristige Speicherung im Sediment wird unterstützt
Genau dieser Prozess könnte für die Stabilität arktischer Kohlenstoffsenken wichtig sein.
Welche Pilzarten wurden entdeckt?
Mithilfe sogenannter quantitativer stabiler Isotopenmarkierungen konnten die Forschenden die Aktivität von mehr als 80 Pilzarten nachweisen.
Besonders interessant war dabei, dass die Pilzgemeinschaften in den Fjordsedimenten deutlich anders zusammengesetzt waren als:
- im Meerwasser
- in benachbarten Böden
- in Gletscherregionen
Das spricht dafür, dass sich in den Sedimenten spezielle ökologische Nischen entwickelt haben.
Die Pilze scheinen also nicht zufällig vorhanden zu sein, sondern gezielt an die Bedingungen im Fjord angepasst zu sein.
Warum sind arktische Fjorde für das Klima relevant?
Fjorde gehören weltweit zu den effektivsten natürlichen Kohlenstoffspeichern.
Sie besitzen mehrere Eigenschaften, die Kohlenstoffbindung fördern:
- hoher Eintrag organischer Stoffe
- niedrige Temperaturen
- geringe Sauerstoffwerte in Sedimenten
- langsame biologische Abbauprozesse
- rasche Sedimentablagerung
Dadurch können organische Stoffe über lange Zeiträume konserviert werden.
Wenn Pilze diesen Prozess zusätzlich unterstützen, könnte ihre Bedeutung deutlich größer sein als bisher angenommen.
Aktuelle Angebote (Werbung):
Welche Bedeutung hat die Studie für die Klimaforschung?
Die Erkenntnisse könnten wichtige Auswirkungen auf zukünftige Klimamodelle haben.
Bislang konzentrieren sich viele Modelle vor allem auf:
- Pflanzen
- Wälder
- Böden
- Meeresströmungen
- Bakterielle Prozesse
Die Rolle mariner Pilze wurde dagegen oft kaum berücksichtigt.
Wenn Pilze jedoch tatsächlich große Mengen Kohlenstoff im Sediment stabilisieren, müsste dieser Mechanismus stärker in globale Kohlenstoffmodelle integriert werden.
Warum verändert sich die Arktis so schnell?
Die Arktis reagiert besonders empfindlich auf den Klimawandel.
Dafür gibt es mehrere Gründe:
- Schmelzendes Eis reflektiert weniger Sonnenlicht
- Dunkles Meerwasser erwärmt sich stärker
- Gletscher ziehen sich zurück
- Meerestemperaturen steigen
- Ökosysteme verändern sich schnell
Diese Veränderungen beeinflussen auch mikrobielle Gemeinschaften am Meeresboden.
Dadurch könnte sich langfristig verändern, wie viel Kohlenstoff gespeichert oder freigesetzt wird.
Was sagen die beteiligten Forschenden?
Professor William Orsi erklärte, dass es sich um einen bisher kaum bekannten Mechanismus der mikrobiellen Kohlenstoffspeicherung handelt.
Besonders relevant sei dies, weil Fjorde enorme Mengen Kohlenstoff beherbergen.
Erstautor Juan Carlos Trejos Espeleta betonte außerdem, dass marine Pilze in der Forschung lange unterschätzt wurden.
Seiner Ansicht nach dürften Pilze künftig nicht länger als Randthema behandelt werden, wenn es um den marinen Kohlenstoffkreislauf geht.
Auch der französische Forscher James Bradley verwies auf die schwierigen Bedingungen für Forschung in der Hocharktis. Probenahmen und Experimente seien dort logistisch äußerst anspruchsvoll.
Wie wurde die Studie technisch durchgeführt?
Die Forschenden verwendeten moderne Methoden der stabilen Isotopenmarkierung.
Dabei werden bestimmte Moleküle mit speziellen Isotopen markiert. So lässt sich exakt verfolgen, welche Organismen die Stoffe aufnehmen.
In dieser Studie konzentrierte man sich unter anderem auf Aminosäuren als Bestandteil organischer Stoffe.
Dadurch konnten die Wissenschaftler nachvollziehen:
- welche Pilzarten aktiv waren
- wie schnell organische Stoffe aufgenommen wurden
- wie stark Kohlenstoff in Biomasse eingebaut wurde
Welche Rolle spielen Mikroorganismen allgemein im Klima?
Mikroorganismen gehören zu den wichtigsten Akteuren des globalen Kohlenstoffkreislaufs.
Sie beeinflussen:
- den Abbau organischer Stoffe
- die Bildung von CO₂
- die Methanproduktion
- die Stabilisierung organischer Kohlenstoffverbindungen
Trotzdem bleiben viele Prozesse noch unzureichend verstanden.
Gerade in extremen Regionen wie der Arktis besteht noch großer Forschungsbedarf.
Welche offenen Fragen bleiben?
Auch wenn die Studie wichtige Erkenntnisse liefert, bleiben viele Fragen offen.
Wie stabil ist die Kohlenstoffbindung langfristig?
Unklar ist bisher, wie dauerhaft der durch Pilze gespeicherte Kohlenstoff tatsächlich im Sediment verbleibt.
Wie reagieren Pilze auf steigende Temperaturen?
Der Klimawandel könnte die Zusammensetzung mikrobieller Gemeinschaften verändern.
Welche Pilzarten sind besonders relevant?
Noch ist nicht vollständig geklärt, welche Arten den größten Beitrag leisten.
Gibt es ähnliche Prozesse auch außerhalb der Arktis?
Möglicherweise spielen marine Pilze auch in anderen Regionen der Weltmeere eine wichtige Rolle.
Die Forschung liefert keinen direkten Klimaschutzmechanismus für den Alltag, sondern verbessert vor allem das wissenschaftliche Verständnis natürlicher Kohlenstoffkreisläufe. Die Ergebnisse zeigen jedoch, wie komplex und wichtig mikrobielle Prozesse für das globale Klima sein können.
Warum ist die Studie auch gesellschaftlich relevant?
Der Klimawandel gehört zu den größten Herausforderungen der Gegenwart.
Je besser Wissenschaftler verstehen, wie natürliche Kohlenstoffspeicher funktionieren, desto genauer lassen sich zukünftige Entwicklungen einschätzen.
Die Studie zeigt außerdem, dass selbst unscheinbare Organismen wie Pilze wichtige Funktionen im globalen Klimasystem übernehmen können.
Das verändert den Blick auf marine Ökosysteme deutlich.
Wo wurde die Studie veröffentlicht?
Die wissenschaftliche Arbeit erschien im Fachjournal PLOS Biology unter dem Titel:
“Fungi enhance microbial carbon retention in high Arctic fjord sediment”
Die Originalstudie kann hier eingesehen werden:
https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3003783
FAQ: Häufige Fragen zu Pilzen im Meeresboden
Warum speichern Pilze Kohlenstoff?
Pilze nehmen organische Stoffe auf und bauen Kohlenstoff in ihre Biomasse ein. Dadurch bleibt ein Teil des Kohlenstoffs länger im Sediment gespeichert.
Warum sind Fjorde wichtige Kohlenstoffsenken?
Fjorde besitzen günstige Bedingungen für die Ablagerung und langfristige Speicherung organischer Stoffe.
Welche Rolle spielt die Arktis für das Klima?
Die Arktis beeinflusst globale Temperaturen, Meeresströmungen und Kohlenstoffkreisläufe.
Sind marine Pilze bisher wenig erforscht?
Ja. Im Vergleich zu Bakterien wurden marine Pilze bislang deutlich seltener untersucht.
Kann die Studie direkt beim Klimaschutz helfen?
Die Studie liefert vor allem Grundlagenwissen, das für zukünftige Klimamodelle und Umweltforschung wichtig sein kann.
Fazit: Warum sind Pilze im Meeresboden plötzlich so wichtig?
Die neue Studie aus der Arktis zeigt eindrucksvoll, dass Pilze im Meeresboden weit mehr sind als nur unscheinbare Mikroorganismen. Offenbar tragen sie aktiv dazu bei, Kohlenstoff langfristig in Sedimenten zu speichern.
Besonders spannend ist dabei, dass dieser Mechanismus bislang kaum beachtet wurde. Gerade in Zeiten des Klimawandels könnte das Verständnis solcher natürlichen Prozesse entscheidend werden.
Die Forschung macht außerdem deutlich, wie komplex die biologischen Abläufe in arktischen Fjorden sind. Viele Prozesse im marinen Kohlenstoffkreislauf bleiben weiterhin unerforscht. Klar ist jedoch bereits jetzt: Marine Pilze verdienen künftig deutlich mehr Aufmerksamkeit in der Klimaforschung.
Quelle / Infos / Pressemitteilung: https://idw-online.de/de/news872747 und https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3003783
Michael Färber beschäftigt sich seit 2018 intensiv mit Cannabis, Hanf und CBD. Er absolvierte den Master of Cannabis Industry sowie die Ausbildung zum ACM-zertifizierten Berater für Medikamente auf Cannabisbasis. Dieser Artikel wurde von ihm redaktionell erstellt und geprüft und basiert auf eigener Recherche, Pressemitteilungen, aktuellen News, wissenschaftlichen Studien, langjähriger Erfahrung sowie modernen Recherche- und Textwerkzeugen. Weitere Informationen findest du hier: Autorenvorstellung von Michael Färber
Kein Anspruch / Gewähr auf Aktualität, Vollständigkeit und Richtigkeit der Informationen, News bzw. Pressemeldung