Neue Entdeckung zeigt, dass Meeresalgen unerwartet zur Abkühlung der Erde beitragen

Wie neue Forschungsergebnisse zeigen, spielt eine weit verbreitete Meeresalgenart eine bedeutende Rolle bei der Produktion einer in großen Mengen vorhandenen Verbindung, die zur Abkühlung des Erdklimas beiträgt.

Die Ergebnisse der Studie der University of East Anglia (UEA) und der Ocean University of China (OUC) könnten unser Verständnis davon verändern, wie diese winzigen Meeresorganismen unseren Planeten beeinflussen.

Das Werk erscheint in Naturmikrobiologie.

Das Team identifizierte die blütenbildenden Pelagophyceae-Algen als potenziell häufig vorkommende und wichtige Produzenten einer Verbindung namens Dimethylsulfoniopropionat oder DMSP.

Co-Leitautor Professor Jonathan Todd von der School of Biological Sciences der UEA sagte: „Die Pelagophyceae gehören zu den am häufigsten vorkommenden Algen auf der Erde, doch waren sie bisher nicht als wichtige Produzenten von DMSP bekannt. Diese Entdeckung ist aufregend, weil DMSP eine häufig vorkommende Antistress-Verbindung, Nahrungsquelle für andere Mikroorganismen und eine wichtige Quelle klimakühlender Gase ist.“

Dr. Jinyan Wang, Doktorand an der OUC/UEA und Erstautor, sagte: „Um die Rolle der Pelagophyceae bei der DMSP-Produktion zu verstehen, müssen wir neu überdenken, wie viel von dieser Verbindung produziert wird und welche Auswirkungen sie auf unser Klima hat.“

Jedes Jahr werden Milliarden Tonnen DMSP in den Ozeanen der Erde von marinen Mikroorganismen produziert. Es hilft ihnen beim Überleben, indem es sie vor verschiedenen Belastungen wie Salzgehaltsschwankungen, Kälte, hohem Druck und oxidativem Stress schützt. Wichtig ist, dass DMSP die Hauptquelle eines klimaaktiven Gases namens Dimethylsulfid (DMS) ist, das als Geruch des Meeres bekannt ist.

Diese Studie legt nahe, dass die DMSP-Produktion und damit auch die DMS-Freisetzung wahrscheinlich höher ist als bisher angenommen und unterstreicht die Schlüsselrolle von Mikroben bei der Regulierung des globalen Klimas. DMS fungiert auch als Signalmolekül, das Meeresorganismen zu ihrer Nahrung führt und Raubtiere abschreckt.

Wenn DMS in die Atmosphäre freigesetzt wird, tragen die Oxidationsprodukte von DMS zur Bildung von Wolken bei, die das Sonnenlicht von der Erde weg reflektieren und so den Planeten effektiv abkühlen. Dieser natürliche Prozess ist für die Regulierung des Erdklimas unerlässlich und ist auch für den globalen Schwefelkreislauf von enormer Bedeutung, da er den Hauptweg darstellt, über den Schwefel aus den Ozeanen an Land zurückgelangt.

UEA und OUC haben das Sino-UK Joint Research Centre gegründet, um Spitzenforschung und -lehre in den Meeres- und Ozeanwissenschaften zu fördern. Dr. Andrew Curson von der UEA war ein wichtiges Mitglied des Teams, das die neuen Enzyme identifizierte, die für die Synthese von DMSP in verschiedenen Bakterien, photosynthetischen Cyanobakterien und Algen verantwortlich sind. Dr. Curson sagte: „Die Identität dieser Enzyme ermöglichte es unserem Team, Pelagophyceae als potenziell häufig vorkommende und wichtige DMSP-Produzenten zu identifizieren.“

Co-Leitautor Professor Xiao-Hua Zhang vom College of Marine Life Science der OUC fügte hinzu: „Durch die Identifizierung der an der DMSP-Produktion beteiligten Enzyme können Wissenschaftler das Verhalten dieser Ökosystem störenden, Braunflut bildenden Algen und ihre Auswirkungen auf den globalen Klimawandel besser verstehen und vorhersagen. Diese Studie hat auch Fragen zu anderen, noch nicht identifizierten Versionen der Enzyme aufgeworfen, die zur Herstellung von DMSP erforderlich sind, oder zu völlig anderen, derzeit unbekannten Herstellungswegen.“

Die Forscher meinen, dass weitere Studien der Pelagophyceae-Algen in ihrer natürlichen Umgebung sowie detailliertere Studien anderer Meeresorganismen erforderlich seien. Um das Forschungsgebiet weiter voranzubringen, sind auch genauere Messungen der DMSP-Konzentration in der Umwelt, der Produktions- und Abbauraten sowie der Häufigkeit der an der DMSP-Herstellung beteiligten Enzyme von entscheidender Bedeutung.

Die Forschung war eine Zusammenarbeit zwischen UEA und OUC, mit Beiträgen der Qingdao Agricultural University, der Universität Porto, der Shandong University und des Laoshan-Laboratoriums in Qingdao, China.