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Leben für Spezialisten: im giftigen Atem schlafender Vulkane

Forscher untersuchen die mikrobielle Gemeinschaft in vulkanisch aktiven Böden
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01.04.2015
Doktorand Felix Beulig vom Lehrstuhl für Aquatische Geomikrobiologie untersucht eine Bodenprobe in einer sogenannten Anaerobenkammer. Foto: Anne Günther/FSU Doktorand Felix Beulig vom Lehrstuhl für Aquatische Geomikrobiologie untersucht eine Bodenprobe in einer sogenannten Anaerobenkammer.
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Die "Villa trans lacum" am Ostufer des Laacher Sees in der Vulkan-Eiffel war ein lebensgefährlicher Ort: Im 19. Jahrhundert hatte der Jesuitenorden das Kloster Maria Laach gekauft und sich die Villa am Seeufer gebaut. Hier trafen sich die Ordensbrüder, um fernab des Alltags mit Gott Zwiesprache zu halten. Doch zahlreiche Jesuiten bezahlten ihre Exerzitien in der Villa mit dem Leben. Zwischen 1864 und 1888 starben in dem Gebäude mindesten 17 von ihnen buchstäblich im Schlaf.

"Den Mönchen wurde wahrscheinlich das Kohlendioxid zum Verhängnis, das am Ostufer des Laacher Sees in großen Mengen aus dem Boden austritt und sich immer wieder in dem Gebäude ansammeln konnte", erläutert Prof. Dr. Kirsten Küsel von der Friedrich-Schiller-Universität Jena die mysteriöse Serie von Todesfällen. Der See ist der Krater eines vor rund 12.000 Jahren das letzte Mal ausgebrochenen Vulkans, sagt die Inhaberin des Lehrstuhls für Aquatische Geomikrobiologie, "und bis heute finden sich hier Spuren des Vulkanismus, die Jenaer Forscher im Rahmen eines jährlichen Geländeseminars im Studiengang Biogeowissenschaften regelmäßig untersuchen." Solche Hinweise auf Vulkanismus liefern etwa sogenannte Mofetten: kleine Öffnungen im Boden, aus denen Kohlendioxidgas austritt, das aus Magmakammern des Erdmantels oder der Erdkruste stammt.

Kein Wunder also, dass Mofetten bislang als äußerst lebensfeindliche Orte galten. Doch wie das Forscherteam um Prof. Küsel in einer aktuellen Studie zeigen konnte, blüht auch hier Leben - wenn auch verborgen im Untergrund. In einer Mofette nahe des tschechischen Flusses Plesná in Nordwestböhmen haben die Forscher den Weg des Kohlendioxids auf seinem letzten Meter durch den Boden an die Erdoberfläche verfolgt und sind dabei auf zahlreiche Mikroorganismen gestoßen, die sich in dieser scheinbar lebensfeindlichen Umgebung sehr wohl fühlen. Ihre Erkenntnisse haben die Jenaer Wissenschaftler gerade im Journal der "International Society for Microbial Ecology" veröffentlicht (DOI: 10.1038/ismej.2014.148).


Wichtige Rolle im Kohlenstoffkreislauf des Bodens

"Ziel unserer Untersuchung war es, mikrobielle Lebensgemeinschaften einer Mofette zu erforschen und zu klären, ob und welche der Organismen vom ausströmenden Kohlendioxid profitieren", sagt Felix Beulig aus Küsels Team. "Wir konnten jetzt zeigen, dass das aus dem Erdinneren entgasende Kohlendioxid von mehreren Gruppen an Mikroorganismen aufgenommen und in Biomasse sowie in Verbindungen wie Methan oder Essigsäure umgewandelt wird. Diese bieten wiederum Nahrungsgrundlage für andere Organismen in der Mofette, weshalb das ausströmende Kohlendioxid eine wichtige Rolle im Kohlenstoffkreislauf des Bodens darstellt", macht der Doktorand und Erstautor der Studie deutlich.

Zwar belege die aktuelle Studie, dass die Artenvielfalt in einer Mofette bei weitem nicht so groß ist, wie in vergleichbaren Böden. "Aber wir haben es hier nicht mit einer solch lebensfeindlichen Umgebung zu tun, wie es oberirdisch oftmals den Anschein hat", resümiert Kirsten Küsel und berichtet, dass rund um Mofetten regelmäßig tote Vögel, Mäuse und andere Kleintiere zu finden seien und nur wenige Pflanzen dem "giftigen Atem der schlafenden Vulkane" trotzten.

Neben diesen grundlegenden Erkenntnissen zum Kohlenstoffkreislauf im Boden, könnten die Forschungsergebnisse der Uni Jena langfristig auch von Nutzen sein, um mögliche Auswirkungen von ungewollten Ausgasungen aus unterirdischen Kohlendioxidspeichern ("Carbon Capture and Storage"-Technologie) zu prognostizieren und damit potenzielle Risiken abzuschätzen.


Original-Publikation:
Beulig F et al. Carbon flow from volcanic CO2 into soil microbial communities of a wetland mofette, The ISME Journal (2015) 9, 746-759, doi:10.1038/ismej.2014.148


Kontakt:
Prof. Dr. Kirsten Küsel, Felix Beulig
Institut für Ökologie der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Dornburger Straße 159, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 949461, 03641 / 949464
E-Mail: ,

 

 

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