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Mikroben der tiefen Biosphäre überleben von Nebenprodukten radioaktiver Prozesse

02.03.2021
Forschende untersuchen den Anteil der Wasser-Radiolyse am Leben in der tiefen Biosphäre. Ergebnisse nun im Fachmagazin Nature Communications veröffentlicht.
Das Probenmaterial aus der tiefen Biosphäre, das für die Studie analysiert wurden, stammte unter anderem von der IODP Expedition 329 mit dem Forschungsbohrschiff JOIDES RESOLUTION. Hier liegt das Schiff vor Start der Expedition im Hafen von Papeete, Tahit
Das Probenmaterial aus der tiefen Biosphäre, das für die Studie analysiert wurden, stammte unter anderem von der IODP Expedition 329 mit dem Forschungsbohrschiff JOIDES RESOLUTION. Hier liegt das Schiff vor Start der Expedition im Hafen von Papeete, Tahiti. Copyright: John Beck, Integrated Ocean Drilling Program, U.S. Implementing Organization (IODP USIO)

Bei der sogenannten Radiolyse wird Wasser durch ionisierende Strahlung in seine Einzelteile zerlegt. In nassem Sediment und Gestein produziert dieser natürliche Vorgang ununterbrochen Wasserstoff sowie weitere oxidierte chemische Substanzen. Dieser radiolytische Wasserstoff ist als primärer Elektronendonor die Nahrungsquelle für Mikroorganismen in kontinentalen Grundwasserschichten, die mehrere Kilometer unter der Erdoberfläche leben, und damit von großer Bedeutung. Das Ausmaß, in dem die meisten unterseeischen Ökosysteme auf radiolytische Produkte angewiesen sind, ist jedoch bisher nur unzureichend bekannt.

 

Mit neuen Berechnungen ist es einem Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern unter Leitung des University of Rhode Island, Graduate School of Oceanography, gelungen, die radiolytische Wasserstoff-Produktion in marinen Seidmenten zu quantifizieren. Die Untersuchungen zeigen, dass in der tiefen Biosphäre uralte Mikroben ihre Energie aus Wasserstoff und Oxidantien, die aus radiolytischer Produktion stammen, beziehen und so überleben. Teils war dort die Wasserstoffausbeute aus Radiolyse um das siebenundzwanzigfache gegenüber reinem Wasser erhöht. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass bestimmte Mineralien im Meeressediment zu dieser deutlichen Erhöhung führen.

An der Studie, die jetzt im Fachmagazin Nature Communications veröffentlicht wurde, ist auch Dr. Chloe Anderson, Wissenschaftlerin vom MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen, beteiligt.

Originalveröffentlichung: Sauvage, J.F., Flinders, A., Spivack, A.J. et al. The contribution of water radiolysis to marine sedimentary life. Nat Commun 12, 1297 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-21218-z