Die neu benannten Darwinibakterien sind eine der am häufigsten vorkommenden taxonomischen Gruppen von Mikroorganismen, die an der anaeroben Verdauung beteiligt sind, der Zersetzung organischer Stoffe, bei der Biogas entsteht.
Zu diesem Ergebnis kamen Forscher des Projekts Micro4Biogas, darunter Forscher der TU Dresden, die im Rahmen ihrer Strategie zur Untersuchung und Verbesserung der Produktion dieses erneuerbaren Kraftstoffs 80 Proben aus 45 Biogasanlagen in ganz Europa analysierten.
Die Entdeckung wurde der wissenschaftlichen Gemeinschaft in zwei auf dem Preprint-Server veröffentlichten Artikeln gemeldet bioRxivPeer-Review ausstehend.
Wissenschaftler des europäischen Forschungsprojekts Micro4Biogas haben eine neue taxonomische Ordnung von Bakterien entdeckt und charakterisiert, die auf den Abbau organischer Stoffe spezialisiert ist und den Schlüssel zur Verbesserung der Biogas-Kraftstoffproduktion darstellen könnte. Die Ordnung, die sie Darwinibakterien getauft haben, ist eine der am häufigsten vorkommenden in Biogas produzierenden Tanks, wurde jedoch noch nie zuvor wissenschaftlich charakterisiert.
Die Entdeckung wurde von Forschern aus Deutschland, Spanien und den Niederlanden gemacht, die 80 Proben zersetzender organischer Substanz aus 45 großen Biogasproduktionsanlagen in Deutschland, den Niederlanden und Österreich entnahmen und deren mikrobielle Zusammensetzung mithilfe von DNA-Sequenzierung untersuchten. Erstaunlicherweise waren in allen 80 Proben Vertreter von Darwinibakterien vorhanden, trotz der Unterschiede und der Entfernung zwischen diesen Pflanzen.
Die Wissenschaftler suchten nach den wichtigsten mikrobiellen Akteuren in einem Prozess namens anaerobe Verdauung, bei dem organische Stoffe abgebaut und dann in energiereiches Gas umgewandelt werden, das als Brennstoff verwendet werden kann. Dieser Prozess gilt als Black Box, da die Rolle und Dynamik der meisten beteiligten Mikroorganismen unbekannt bleibt. Eine Verbesserung der Biogasproduktion würde einen entscheidenden Wandel in der Energiebranche bedeuten und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und importierter Energie verringern. Doch der Mangel an mikrobiologischer Forschung hat den Sektor gebremst.
Mit dieser Entdeckung sind Wissenschaftler des Micro4Biogas-Konsortiums bereit, maßgeschneiderte, hocheffiziente Gemeinschaften biogasproduzierender Mikroben zu schaffen. Ihr Ziel ist es, Biogasanlagen robuster und unabhängiger von Subventionen für den kommerziellen Betrieb zu machen und so den erneuerbaren Energien weltweit einen Schub zu geben.
Die Wissenschaftler vermuten, dass eine bestimmte Familie innerhalb dieser neuen Ordnung (dh die Familie Darwinibacteriaceae) in gegenseitiger Zusammenarbeit mit Archaeen arbeitet, einer anderen Art von Mikroorganismen, die an der anaeroben Verdauung beteiligt sind. Die Bakterien produzieren Stoffwechselverbindungen, aus denen die Archaeen dann Methangas erzeugen. Dies deckt sich mit früheren Studien, die einen Zusammenhang zwischen der Häufigkeit von MBA03 und der Biogasproduktion festgestellt haben. Wenn dies bestätigt wird, werden diese Bakterien ein vielversprechendes Ziel für die Entwicklung von Strategien zur Steigerung und Verbesserung der Biogasproduktion sein.
Mehr Informationen:
Roser Puchol-Royo et al. enthüllen die Ökologie, Taxonomie und Stoffwechselfähigkeiten von MBA03, einem potenziellen Schlüsselakteur bei der anaeroben Verdauung, bioRxiv (2023). DOI: 10.1101/2023.09.08.556800
Pascal Otto et al., Multivariater Vergleich taxonomischer, chemischer und technischer Daten von 80 vollwertigen anaeroben Fermentersystemen, bioRxiv (2023). DOI: 10.1101/2023.09.08.556802