Das Forschungsteam untersuchte 17 Cyanobakterienarten, die im Meer, im Süßwasser oder an Land vorkommen. „Cyanobakterien im Oberflächenwasser sind eine bislang unbekannte Quelle für Methan. Wir konnten erstmalig zeigen, dass diese Bakterien das Treibhausgas im Rahmen ihres regulären Zellstoffwechsels erzeugen“, erklärt Dr. Mina Bižić, IGB-Forscherin und Erstautorin der Studie. Thomas Klintzsch von der Universität Heidelberg untersuchte mit isotopenmarkiertem Kohlenstoff, wie bei der Photosynthese Methan in der Zelle entsteht.
Ein früheres wissenschaftliches Paradigma besagt, dass Organismen Methan nur unter sauerstoffarmen Bedingungen bilden können. Bisher konnte unter den Organismen ohne Zellkern nur für die sogenannten Urbakterien (Archaeen) eine Methanbildung nachgewiesen werden. Diese beiden Annahmen werden durch die Ergebnisse der Studie widerlegt.
Das Team verglich in Laborexperimenten die Menge an produziertem Methan von Cyanobakterien mit Werten für Archaeen und Organismen mit Zellkern (Eukaryoten). „Cyanobakterien bilden bei gleicher Biomasse weniger Methan als Archaeen, aber mehr Methan als Pilze oder Pflanzen. Es ist jedoch schwierig, den globalen Anteil an Methan von Cyanobakterien abzuschätzen, denn es fehlen genaue Daten zur Biomasse dieser Organismen in Gewässern und Böden“, so Frank Keppler, Professor am Institut für Geowissenschaften der Universität Heidelberg und Mitautor der Studie.
Mehr Blaualgenblüten bedeuten höhere Methanemissionen:
Vermutlich erzeugen Cyanobakterien schon seit der Erdfrühzeit das Treibhausgas Methan. Die ältesten bekannten Fossilien (Stromatolithen) sind Ablagerungen von Cyanobakterien und wurden in 3,5 Milliarden Jahre alten Gesteinen Westaustraliens nachgewiesen.
Heutzutage sind Cyanobakterien überall auf der Welt verbreitet. Im Meer- oder Süßwasser entwickeln sie sich bei einem hohen Nährstoffgehalt und warmen Temperaturen besonders gut. Durch den Klimawandel werden Massenentwicklungen, die sogenannten Blaualgenblüten, in Zukunft also häufiger und in stärkerem Ausmaß auftreten. „Dies wird gemäß unserer aktuellen Erkenntnisse auch den Ausstoß von Methan aus unseren Gewässern erhöhen, was wiederum den Klimawandel verstärkt“, sagt Professor Hans-Peter Grossart, IGB-Forscher und Leiter der Studie.
IGB
Originalartikel:
M. Bižić, T. Klintzsch, D. Ionescu, M. Y. Hindiyeh, M. Günthel, A. M. Muro-Pastor, W. Eckert, T. Urich, F. Keppler, H.-P. Grossart: Aquatic and terrestrial cyanobacteria produce methane, Science Advances 2020
