Griffith-Forscher helfen dabei, neues Licht darauf zu werfen, wie Blaualgen oder Cyanobakterien noch lange blühen können, nachdem ihre Nahrungsquelle im Wasser verschwunden ist.
Veröffentlicht in Verfahren der Royal Society B: Biologische WissenschaftenDiese am Australian Rivers Institute der Griffith University durchgeführte Studie untersuchte die Rolle der zellulären Nährstoffspeicherung in Cyanobakterien und ihre Fähigkeit, Nährstoffstrategien zu ändern, was zu „Gewinnern und Verlierern“ führt, wenn Cyanobakterienarten um begrenzte Nährstoffe konkurrieren.
„Cyanobakterien, allgemein bekannt als Blaualgen, sind eine Gruppe photosynthetischer Bakterien, die häufig mit Wasserqualitätsproblemen in Süßwasser- und Meeressystemen in Verbindung gebracht werden“, sagte Co-Autor Professor David Hamilton, Direktor des Australian Rivers Institute.
„Mehrere Arten von Cyanobakterien produzieren für Wasserorganismen und Menschen schädliche Giftstoffe, die sich bei Blaualgenblüten in Gewässern und Seen anreichern können.“
Cyanobakterienblüten entstehen häufig als Reaktion auf warme, ruhige Bedingungen, die sowohl die Bildung als auch das schnelle Wachstum von Algenzellen ermöglichen.
„Diese Cyanobakterienblüten, darunter auch giftige Arten, benötigen jedoch auch Nährstoffe“, sagte Co-Autorin Professor Michele Burford vom Australian Rivers Institute.
„Trotz der laufenden Forschung zu Cyanobakterien und der Nutzung von Nährstoffen als Nahrungsquelle und wie dies zu Algenblüten führt, bleibt unser Verständnis der Beziehung zwischen Nährstoffen und Cyanobakterien relativ simpel.“
Die meisten bisherigen Forschungen konzentrierten sich auf die Menge an Nährstoffen, die den Cyanobakterien in der äußeren Umgebung zur Verfügung stehen. Dies hat zu verwirrenden Ergebnissen und fragwürdigen Ratschlägen dazu geführt, wie die Nährstoffbelastung der Gewässer begrenzt und gesteuert werden kann, um das Risiko einer Cyanobakterienblüte zu verringern.
Allerdings hat die Forscherin, außerordentliche Professorin Man Xiao, bei ihrer Forschung an der Griffith University herausgefunden, dass Blaualgen clevere Möglichkeiten haben, Nährstoffe zu horten, die es den Blüten ermöglichen, bestehen zu bleiben und zu wachsen, selbst wenn die Nährstoffe in der Umwelt zu fehlen scheinen. Die Forschung weist auf die Notwendigkeit nachhaltiger Strategien zur Nährstoffreduzierung hin, um das Auftreten von Cyanobakterienblüten zu reduzieren.
„Informationen über die Tricks, die Blaualgen anwenden, um unter nährstoffarmen Bedingungen zu dominieren und zu blühen, sind entscheidend für die Vorhersage der Biomasse und der Artenzusammensetzung“, sagte Professor Hamilton. „In unserer Studie haben wir zwei Arten von Cyanobakterien mit unterschiedlichen Stickstoff- und Phosphorgehalten im Wasser untersucht, um zu sehen, wie sie Nährstoffe horten und nutzen.“
Einige Arten nahmen die Nährstoffe möglichst schnell auf und wuchsen schnell, andere speicherten Nährstoffe und wuchsen langsam. Dadurch konnten sie länger wachsen.
„Diese Wachstumsreaktionen sind eine Absicherungsstrategie für die Cyanobakterien; entweder wachsen sie schnell und übertreffen ihre Konkurrenten oder sie speichern die Nährstoffe, wachsen langsam und ersetzen nach und nach andere Arten, denen die Nährstoffe ausgegangen sind“, sagte außerordentlicher Professor Man Xiao.
Diese Forschung erklärt, warum Blaualgen lange Zeit weiter wachsen können, bevor sie zusammenbrechen, selbst wenn es den Anschein hat, dass Nährstoffe nicht verfügbar sind.
Professor Hamilton kam zu dem Schluss, dass „wir für die Zukunft empfehlen, unsere Zusammenhänge zwischen Cyanobakterien und Nährstoffen zu überdenken, da die Messung der Nährstoffe allein uns kein genaues Bild liefert. Wir brauchen clevere neue Wege, um an die Sache heranzugehen.“
Mehr Informationen:
Man Xiao et al., Phosphorspeicher- und -nutzungsstrategien zweier blütenbildender Süßwasser-Cyanobakterien, Verfahren der Royal Society B: Biologische Wissenschaften (2023). DOI: 10.1098/rspb.2023.1204