Nitrosopumilus maritimus

Mikroben erzeugen Sauerstoff ohne Fotosynthese

Robert Klatt

Mikroben der Archaea-Art Nitrosopumilus maritimus können in der Tiefsee ohne Fotosynthese Sauerstoff erzeugen.

Odense (Dänemark). Mikroben der Archaea-Art Nitrosopumilus maritimus sind in den Ozeanen der Erde weitverbreitet. Die Mikroorganismen decken ihren Lebensbedarf, in dem sie Ammoniak zu Stickstoff oxidieren. Sie leben vor allem in den sauerstoffreichen Teilen der Meere, kommen aber auch in den dunklen Bereichen der Tiefsee mit niedrigem Sauerstoffgehalt vor. 

Wissenschaftler der Syddansk Universitet wollten deshalb untersuchen, bei welchem minimalen Sauerstoffgehalt die Mikroben noch überleben können. Laut ihrer Publikation im Fachmagazin Science platzierten sie die Nitrosopumilus maritimus dazu in einem licht- und luftdichten Behälter. Anschließend verringerten sie den Sauerstoffgehalt des Wassers künstlich, um die Lebensbedingungen in der Tiefsee zu simulieren.

Mikroben erzeugen Sauerstoff

Sie konnten dabei beobachten, dass die Mikroben den im Wasser gelösten Sauerstoff fast vollständig verbrauchten, um ihren Stoffwechsel aufrechtzuerhalten. Überraschenderweise stieg dann jedoch die Konzentration im Gefäß wieder. Dies zeigt, dass die Mikroben selbstständig ohne Fotosynthese Sauerstoff erzeugen können.

Wie die Mikroorganismen den Sauerstoff erzeugen, ist bisher noch nicht klar. Die Wissenschaftler um Don Canfield sind sich jedoch sicher, dass die Lebewesen einen völlig neuen Erzeugungsweg nutzen müssen. Bisher sind in der Biologie nur drei Prozesse bekannt, die es ermöglichen in völliger Dunkelheit ohne Fotosynthese Sauerstoff zu erzeugen. Nitrosopumilus maritimus scheint davon aber keinen Prozess nutzen, weil die Mikroben neben Sauerstoff auch Stickoxide bilden. In den drei bekannten Prozessen entstehen hingegen keine Stickoxide.

Überdies zeigt die Studie, dass diese Art des Stoffwechsels mit paralleler Sauerstoffproduktion sehr wahrscheinlich in den Ozeanen häufiger vorkommen. Neben Nitrosopumilus maritimus kommt es auch bei anderen Archaea-Arten zur Ammoniakoxidierung. Es ist deshalb wahrscheinlich, dass auch diese Arten ohne Fotosynthese Sauerstoff erzeugen können.

Science, doi: 10.1126/science.abe6733

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