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Gro­ße Fra­gen zur Rol­le mi­kro­sko­pi­schen Le­bens für un­se­re Zu­kunft

 
 
15.05.2019
Mi­kro­bio­lo­gie des glo­ba­len Wan­dels

Wie Mikroorganismen die dynamische Entwicklung unserer Erde beeinflussen

„Mi­kro­bio­lo­gie des glo­ba­len Wan­dels“ nennt sich das For­schungs­ge­biet, wel­ches sich mit mi­kro­bi­el­len Re­ak­tio­nen auf glo­ba­le Er­wär­mung, Über­nut­zung und Um­welt­ver­schmut­zung so­wie mit Rück­kopp­lungs­me­cha­nis­men und -funk­tio­nen im Kli­ma­wan­del be­fasst. Die in­ter­na­tio­nal an­ge­se­he­ne Fach­zeit­schrift „Na­tu­re Re­views Mi­cro­bio­lo­gy“ frag­te Prof. Dr. Ant­je Boe­ti­us nach ih­rer Ein­schät­zung zu die­sem The­men­ge­biet: „Da Mi­kro­or­ga­nis­men eine gro­ße Aus­wir­kung auf die Stoff­kreis­läu­fe, Pro­duk­ti­vi­tät und Ge­sund­heit un­se­res Pla­ne­ten wie auch auf uns Men­schen ha­ben, wird die­ses For­schungs­feld we­sent­li­che Kennt­nis­se für die Zu­kunft der Erde lie­fern“, so die Di­rek­to­rin des Al­fred-We­ge­ner In­sti­tuts, Helm­holtz-Zen­trum für Po­lar- und Mee­res­for­schung (AWI) und Gruppenleiterin am Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie.

Die Evo­lu­ti­on des Le­bens geht auf Mi­kro­or­ga­nis­men zu­rück, die seit über 3,8 Mil­li­ar­den Jah­ren die Erde prä­gen und über­haupt erst die Le­bens­grund­la­ge für viel­zel­li­ge Le­be­we­sen und letzt­end­lich auch den Men­schen ge­schaf­fen ha­ben. Jüngs­te glo­ba­le Ver­än­de­run­gen deu­ten dar­auf hin, dass der Mensch eine neue geo­lo­gi­sche Ära ein­ge­lei­tet hat: das „An­thro­po­zän“. Die­ser Be­griff steht für die tief­grei­fen­den Aus­wir­kun­gen des Men­schen auf den Pla­ne­ten, ein­schließ­lich sei­ner Kon­ti­nen­te, sei­ner At­mo­sphä­re und der Ozea­ne. „Ein güns­ti­ges, sta­bi­les Kli­ma über 12.000 Jah­re und Tech­no­lo­gi­en, die auf ver­gleichs­wei­se bil­lig ver­füg­ba­ren, na­tür­li­chen En­er­gie­res­sour­cen wie Holz, Koh­le, Öl und Gas ba­sie­ren, ha­ben es der mensch­li­chen Be­völ­ke­rung er­mög­licht, ex­po­nen­ti­ell zu wach­sen. Ers­te Er­kennt­nis­se zur Wech­sel­wir­kung des Kli­mas mit Mi­kro­or­ga­nis­men in Bö­den und im Was­ser zei­gen, dass die Rück­kopp­lungs­ef­fek­te nicht zu un­se­ren Guns­ten aus­ge­hen. Wenn es wär­mer wird, pro­du­zie­ren die Mi­kro­ben mehr Koh­len­di­oxid (CO2). Das Aus­maß der Kli­ma- und Um­welt­schä­den so­wie Ar­ten­ver­lus­te ins­ge­samt macht es dring­lich, un­se­ren Pfad zu än­dern“, ar­gu­men­tiert Tief­see­for­sche­rin Ant­je Boe­ti­us.

Grund­sätz­lich las­sen sich meh­re­re Rück­kopp­lungs­ef­fek­te fest­stel­len, die die Um­welt­be­las­tung noch zu­sätz­lich be­schleu­ni­gen. Bei­spiels­wei­se steigt die Pro­duk­ti­on mi­kro­bi­el­ler Treib­haus­ga­se auch mit zu­neh­men­der Land­wirt­schaft und Tier­hal­tung. In ei­ni­gen Oze­an­re­gio­nen scheint die bio­lo­gi­sche Pum­pe schwä­cher zu wer­den. Krank­hei­ten kön­nen sich über brei­te­re Kli­ma­zo­nen aus­brei­ten. Mi­kro­or­ga­nis­men könn­ten aber auch ein Teil der Lö­sung bei der Su­che nach nach­hal­ti­gen En­er­gi­en und der Sa­nie­rung von Le­bens­räu­men so­wie der Ge­sund­heit un­se­res Pla­ne­ten und von uns Men­schen sein: „Un­ser Wis­sen über die Viel­falt und Funk­ti­on von Ein­zel­lern wächst, geht je­doch zu oft nicht in die glo­ba­le Syn­the­se des Kli­ma- und Um­welt­zu­stands und in den Wis­sens­trans­fer ein. Es soll­te mehr dazu ge­forscht wer­den, wie die Ein­grif­fe des Men­schen mi­kro­bi­el­le Ge­mein­schaf­ten ver­än­dern, und wie Mi­kro­or­ga­nis­men dazu bei­tra­gen kön­nen, nach­hal­ti­ge Lö­sun­gen für die Be­rei­che Bio­öko­no­mie, Bio­tech­no­lo­gie, Land­wirt­schaft, Er­näh­rung, En­er­gie, Ge­sund­heit und In­fra­struk­tur bie­ten kön­nen“, schreibt Boe­ti­us.

Es blei­be eine glo­ba­le Auf­ga­be, die bio­lo­gi­sche Viel­falt der Erde ein­schließ­lich der Mi­kro­or­ga­nis­men und ih­rer en­gen Wech­sel­wir­kun­gen zu be­wer­ten, da künf­ti­ge Ge­ne­ra­tio­nen die­ses Wis­sen für bes­se­res Um­welt­ma­nage­ment be­nö­tig­ten, so Ant­je Boe­ti­us zum Start ei­ner neu­en Rei­he zu „Mi­kro­bio­lo­gie des glo­ba­len Wan­dels“ in der Juni-Aus­ga­be des Ma­ga­zins Nature Reviews Microbiology.

Einholen von Tramper, einem sogenannten Crawler, nach einem einjährigen Messeinsatz in der Arktis. (Foto: Esther Horvath)
Einholen von Tramper, einem sogenannten Crawler, nach einem einjährigen Messeinsatz in der Arktis. (Foto: Esther Horvath)
Antje Boetius, Direktorin des Alfred-Wegener Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), und Gruppenleiterin am Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie. (Foto: Jan Riephoff)
Antje Boetius, Direktorin des Alfred-Wegener Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), und Gruppenleiterin am Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie. (Foto: Jan Riephoff)

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