Bakterien in den Weltmeeren produzieren jedes Jahr Millionen Tonnen Kohlenwasserstoffe | 2020

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Anonim

Ein internationales Forscherteam unter Leitung der Universität Cambridge hat die Menge an Kohlenwasserstoffen - dem Hauptbestandteil von Rohöl - geschätzt, die von einer großen Population photosynthetischer Meeresmikroben, den Cyanobakterien, produziert werden. Diese Organismen wiederum unterstützen eine andere Population von Bakterien, die sich von diesen Verbindungen ernähren.

In der Studie in Zusammenarbeit mit Forschern der University of Warwick und des MIT durchgeführt und heute (5. Oktober) in der Zeitschrift veröffentlicht Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften Die Wissenschaftler maßen die Menge an Kohlenwasserstoffen in einer Reihe von Cyanobakterien, die im Labor gezüchtet wurden, und verwendeten die Daten, um die in den Ozeanen produzierte Menge abzuschätzen.

Obwohl jede einzelne Zelle winzige Mengen an Kohlenwasserstoffen enthält, schätzten die Forscher, dass die Menge, die von zwei der häufigsten Cyanobakterien der Welt - Prochlorococcus und Synechococcus - produziert wird, gleichzeitig mehr als zwei Millionen Tonnen im Ozean beträgt. Dies deutet darauf hin, dass diese beiden Gruppen allein zwischen 300 und 800 Millionen Tonnen Kohlenwasserstoffe pro Jahr produzieren, die Konzentration in unverschmutzten Gebieten der Ozeane jedoch dank anderer Bakterien, die die Kohlenwasserstoffe bei ihrer Produktion abbauen, jederzeit gering ist.

"Kohlenwasserstoffe sind in den Ozeanen allgegenwärtig, auch in Gebieten mit minimaler Erdölverschmutzung. Was bisher nicht erkannt wurde, ist die wahrscheinliche Menge, die kontinuierlich von lebenden ozeanischen Organismen produziert wird", sagte Professor Christopher Howe vom Department of Biochemistry in Cambridge leitender Autor. "Basierend auf unseren Laborstudien glauben wir, dass mindestens zwei Gruppen von Cyanobakterien für die Produktion großer Mengen von Kohlenwasserstoffen verantwortlich sind, und dies unterstützt andere Bakterien, die die Kohlenwasserstoffe bei ihrer Produktion abbauen."

Die Wissenschaftler argumentieren, dass die Cyanobakterien wichtige Akteure in einem wichtigen biogeochemischen Kreislauf sind, den sie als kurzfristigen Kohlenwasserstoffkreislauf bezeichnen. Die Studie legt nahe, dass die Menge der von Cyanobakterien produzierten Kohlenwasserstoffe die Menge des durch natürliche Versickerung oder versehentliche Ölverschmutzung in die Meere freigesetzten Rohöls in den Schatten stellt.

Die von Cyanobakterien produzierten Kohlenwasserstoffe werden jedoch kontinuierlich von anderen Bakterien abgebaut, wodurch die Gesamtkonzentrationen niedrig gehalten werden. Wenn ein Ereignis wie eine Ölpest eintritt, treten bekanntermaßen kohlenwasserstoffabbauende Bakterien in Aktion, deren Anzahl sich schnell erhöht und die durch die plötzliche lokale Zunahme ihrer primären Energiequelle angetrieben werden.

Die Forscher warnen davor, dass ihre Ergebnisse den enormen Schaden durch Ölunfälle in keiner Weise mindern. Obwohl bekannt ist, dass einige Mikroorganismen Kohlenwasserstoffe bei Ölverschmutzungen abbauen, können sie die Schäden, die Meereslebewesen, Seevögel und Küstenökosysteme anrichten, nicht reparieren.

"Ölunfälle verursachen weit verbreitete Schäden, aber einige Teile der Meeresumwelt erholen sich schneller als andere", sagte Dr. David Lea-Smith, Postdoktorand am Department of Biochemistry und Hauptautor der Zeitung. "Dieser Kreislauf ist wie eine Versicherungspolice - die kohlenwasserstoffproduzierenden und kohlenwasserstoffabbauenden Bakterien befinden sich im Gleichgewicht, und letztere vermehren sich, wenn es zu einer Ölverschmutzung kommt. Diese Bakterien können jedoch den Schaden an den Ökosystemen, die das Öl enthalten, nicht rückgängig machen verschüttet verursachen. "

Die Forscher betonen die Notwendigkeit zu testen, ob ihre Ergebnisse durch direkte Messungen an in den Ozeanen wachsenden Cyanobakterien gestützt werden. Sie sind auch an der Möglichkeit interessiert, das Kohlenwasserstoff-Produktionspotential von Cyanobakterien in Zukunft industriell als mögliche Brennstoffquelle zu nutzen, obwohl sich diese Arbeiten noch in einem sehr frühen Stadium befinden.