Ökologie methanotropher Bakterien: Räumliche Verteilung und Funktion methanotropher Bakterien in Feuchtgebieten.

Methan ist neben CO2 das wichtigste Treibhausgas, dessen relatives Treibhauspotential ungefähr ein drittel höher liegt als das von CO2. Der Großteil atmosphärischen Methans wird dabei aus biogenen Methanquellen freigesetzt, zum Beispiel renaturierte Mülldeponien, Feuchtgebiete oder Reisfelder. Metha...

Ausführliche Beschreibung

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser: Krause, Sascha
Beteiligte: Frenzel, Peter (Prof. Dr.) (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Englisch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2010
Biologie
Schlagworte:
Online Zugang:PDF-Volltext
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Beschreibung
Zusammenfassung:Methan ist neben CO2 das wichtigste Treibhausgas, dessen relatives Treibhauspotential ungefähr ein drittel höher liegt als das von CO2. Der Großteil atmosphärischen Methans wird dabei aus biogenen Methanquellen freigesetzt, zum Beispiel renaturierte Mülldeponien, Feuchtgebiete oder Reisfelder. Methanotrophe Bakterien (MOB) können die Methanemission hier um bis zu 80 % reduzieren. Infolgedessen ist ihre Physiologie, Diversität und Ökologie in zahlreichen Studien untersucht worden. Es fehlen jedoch grundlegende Studien über die räumliche Verteilung von MOB in ihrer Umwelt. Des Weiteren sind die Populationsdynamiken von MOB und die Beteiligung spezifischer Taxa an der Methanoxidation bisher wenig verstanden. Zudem beginnt man erst jetzt zu erkennen, dass Umweltstörungen einen signifikanten Effekt auf die Stabilität und Funktion mikrobieller Lebensgemeinschaften haben. Die Zusammenhänge von Diversität und Funktion und die Regulation der MOB durch natürliche und/oder anthropogene Umweltfaktoren sind bisher jedoch kaum untersucht worden. In dieser Arbeit wurde das pmoA Gen als phylogenetischer und funktioneller Marker verwendet, um MOB in Umweltproben zu detektieren. Während es speziell an das Reisfeld adaptierte pmoA Genotypen zu geben scheint, können sich methanotrophe Lebensgemeinschaften in Reisfeldern derselben Region deutlich unterscheiden. Der Einfluss von Umweltgradienten variiert in Agrar- und natürlichen Ökosystemen und muss bei der Planung von Experimenten berücksichtigt werden. Am Beispiel von Reisfeldern konnte gezeigt werden, dass MOB keine großskalige räumliche Strukturierung aufwiesen und sowohl eine systematische als auch eine Zufallsprobennahme repräsentativ ist. Zudem konnten Populationdynamiken nach der Flutung eines Reisfeldes nachgewiesen werden, obwohl die Methanoxidationrate konstant blieb. Eine artenreiche mikrobielle „seed bank“ scheint für die Erhaltung der Funktion in solchen dynamischen Ökosystemen eine große Rolle zu spielen. Betrachtet man sich die methanotrophe Lebensgemeinschaft unter verschieden Energieflüssen und dem Effekt von Stickstoffdüngung, so hat die Düngung keinen Effekt auf die methanotrophen Lebensgemeinschaften. Es werden jedoch unter verschiedenen Energieflüssen aus der „seed bank“ unterschiedliche MOB aktiviert. Es scheint, dass Arten der Gattung Methylobacter und Arten deren pmoA Sequenzen zu einem Cluster mit Umweltsequenzen aus Reisfeldern gehören, speziell an Habitate mit hoher Methankonzentration adaptiert sind. MOB scheinen sehr widerstandsfähig zu sein und Änderungen in Energieflüssen scheinen einen größeren Effekt auf die methanotrophe Lebensgemeinschaft zu haben.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2010.0139