Braunalgen entziehen der Luft Kohlendioxid und speichern es im Schleim

Braunalgen nehmen große Mengen Kohlendioxid aus der Luft auf und geben Teile des darin enthaltenen Kohlenstoffs in Schleimform wieder an die Umwelt ab. Dieser Schleim ist für andere Meeresbewohner nur schwer abbaubar, wodurch der Kohlenstoff der Atmosphäre lange entzogen wird, wie Forscher des Max-Planck-Instituts für marine Mikrobiologie in Bremen jetzt zeigen.

Sie zeigen, dass der Fucoidan genannte Algenschleim besonders für diesen Kohlenstoffabbau verantwortlich ist und schätzen, dass Braunalgen damit jährlich bis zu 550 Millionen Tonnen Kohlendioxid aus der Luft entfernen könnten – fast die Menge der gesamten jährlichen Treibhausgasemissionen Deutschlands.

Braunalgen sind wahre Wunderpflanzen, wenn es darum geht, Kohlendioxid aus der Luft aufzunehmen. Dabei überflügeln sie sogar die Wälder an Land und spielen damit eine entscheidende Rolle für die Atmosphäre und unser Klima. Das berichten Forscher des Max-Planck-Instituts für marine Mikrobiologie jetzt in der Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) dass die Braunalge dem globalen Kreislauf langfristig große Mengen an Kohlendioxid entziehen und so der Erderwärmung entgegenwirken kann.

Fucoidan: Braunalgenschleim ist kein Lieblingsgericht

Algen nehmen Kohlendioxid aus der Atmosphäre auf und nutzen den Kohlenstoff zum Wachstum. Sie geben bis zu einem Drittel des aufgenommenen Kohlenstoffs wieder an das Meerwasser ab, zum Beispiel in Form von zuckerhaltigen Ausscheidungen. Je nach Struktur dieser Ausscheidungen werden sie schnell von anderen Organismen verwertet oder sinken Richtung Meeresboden.

„Die Ausscheidungen von Braunalgen sind sehr komplex und daher wahnsinnig kompliziert zu messen“, sagt Erstautor Hagen Buck-Wiese vom Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie in Bremen. „Wir haben es jedoch geschafft, eine Methode zu entwickeln, um sie im Detail zu analysieren.“

Mit dieser Methode haben die Forscher eine Vielzahl unterschiedlicher Substanzen unter die Lupe genommen. Als besonders spannend entpuppte sich der sogenannte Fucoidan. „Fucoidan machte etwa die Hälfte der Ausscheidungen der von uns untersuchten Braunalgenart, des sogenannten Blasentangs, aus“, sagt Buck-Wiese.

Fucoidan ist ein widerspenstiges Molekül. „Das Fucoidan ist so komplex, dass es für andere Organismen sehr schwer ist, es zu verwenden. Niemand scheint es zu mögen.“ Infolgedessen kehrt der Kohlenstoff aus dem Fucoidan nicht schnell in die Atmosphäre zurück. „Das macht die Braunalgen zu besonders guten Helfern, um Kohlendioxid langfristig aus der Atmosphäre zu entfernen – für Hunderte bis Tausende von Jahren.“

Braunalgen könnten fast den gesamten Kohlendioxidausstoß Deutschlands binden

Braunalgen sind bemerkenswert produktiv. Es wird geschätzt, dass sie etwa 1 Gigatonne (eine Milliarde Tonnen) Kohlenstoff pro Jahr aus der Luft aufnehmen. Unter Verwendung der Ergebnisse der vorliegenden Studie würde dies bedeuten, dass jährlich bis zu 0,15 Gigatonnen Kohlenstoff, was 0,55 Gigatonnen Kohlendioxid entspricht, langfristig von Braunalgen gebunden werden. Zum Vergleich: Deutschlands jährliche Treibhausgasemissionen belaufen sich laut Umweltbundesamt derzeit auf etwa 0,74 Gigatonnen Kohlendioxid, Schätzung für 2020.

„Und noch besser: Das Fucoidan enthält keinerlei Nährstoffe wie Stickstoff“, erklärt Buck-Wiese weiter. Somit wird das Wachstum der Braunalgen nicht durch die Kohlenstoffverluste beeinträchtigt.

Weitere Arten und Standorte

Für die aktuelle Studie führten Buck-Wiese und seine Kollegen von der MARUM MPG-Brückengruppe Marine Glykobiologie, die sowohl am Bremer Max-Planck-Institut als auch am MARUM – Zentrum für Meeres- und Umweltwissenschaften der Universität Bremen angesiedelt ist, ihre Experimente am durch Zoologische Station Tvärminne in Südfinnland.

„Als nächstes wollen wir uns andere Braunalgenarten und andere Standorte ansehen“, sagt Buck-Wiese. „Das große Potenzial der Braunalge für den Klimaschutz muss unbedingt weiter erforscht und genutzt werden.“