Wissenschaftler haben die Ursache des Treibhauseffekts gefunden

Bis zu vier Prozent des Methans auf der Erde stammen aus sauerstoffreichem Meerwasser. Wissenschaftler konnten die genaue Quelle des Treibhausgases bisher jedoch nicht bestimmen. Nun geben Forscher an, sie gefunden zu haben.

Den Wissenschaftlern, die diese Entdeckung machten, ging es nicht darum, die Geochemie der Ozeane zu erforschen. Sie suchten nach neuen Antibiotika. Das von den National Institutes of Health finanzierte Projekt untersuchte eine ungewöhnliche Klasse potenzieller Antibiotika, die sogenannten Phosphonate, die bereits in der Landwirtschaft und Medizin eingesetzt werden.

„Wir untersuchen alle Arten von Antibiotika mit Kohlenstoff-Phosphor-Bindungen“, erklären William Metcalf, Professor für Mikrobiologie an der University of Illinois und Leiter des Projekts, und Wilfried van der Donk, Professor am Institut für Genombiologie. „Wir fanden Gene in Mikroben, von denen wir dachten, sie würden ein Antibiotikum produzieren. Aber das taten sie nicht. Sie taten etwas völlig anderes.“

Bei der Mikrobe handelte es sich um Nitrosopumilus maritimus, einen der häufigsten Organismen der Erde und Bewohner der sauerstoffreichen Gewässer des offenen Ozeans. Wissenschaftler entdeckten in diesen Mikroben Gene, die vermutlich potenzielle Antibiotika – Phosphonsäuren – produzieren könnten. Die Forscher entnahmen das benötigte DNA-Fragment von Nitrosopumilus maritimus und übertrugen Kopien davon in das Genom von Escherichia coli (Darmbakterium). Dieses veränderte Bakterium begann jedoch nicht, wie erhofft, ein Antibiotikum, sondern Methylphosphonsäure (Methylphosphonat) zu produzieren.

Mithilfe der Substanz bestätigten die Forscher eine bislang unpopuläre Hypothese, wonach Methan im Ozean das Produkt von Bakterien sei, die Methylphosphonat in Methan und Phosphorsäure zerlegen.

„Diese Theorie hatte nur ein Problem“, sagt van der Donk. „Methylphosphonsäure war zuvor noch nie in marinen Ökosystemen nachgewiesen worden. Aufgrund bekannter chemischer Reaktionen war es schwierig zu verstehen, wie diese Verbindung ohne ungewöhnliche biochemische Verfahren hergestellt werden könnte.“

Durch die Züchtung großer Mengen von Nitrosopumilus maritimus im Labor zusammen mit anderen Meeresbakterien stellten Wissenschaftler fest, dass sich Methylphosphonat in den Zellwänden von Nitrosopumilus maritimus anreicherte. Als der Organismus starb, spalteten andere Bakterien die Kohlenstoff-Phosphor-Bindung des Methylphosphonats auf, um Phosphor zu verzehren – ein in den Ozeanen seltenes, aber lebenswichtiges Element. Wird die Kohlenstoff-Phosphor-Bindung des Methylphosphonats aufgebrochen, wird Methan freigesetzt.

Wissenschaftler weisen darauf hin, dass ihre Entdeckung ihnen zu einem besseren Verständnis der Natur des Klimawandels auf unserem Planeten verhelfen wird.

„Wir wissen, dass 20 Prozent des Treibhauseffekts auf Methan zurückzuführen sind, wobei vier Prozent davon aus einer bislang unbekannten Quelle stammen. Wir müssen wissen, wo das Methan produziert wird und was damit geschieht, um zu verstehen, was passieren wird, wenn sich das Klima ändert“, sagte William Metcalf.

[ 1 ], [ 2 ]