Terminale Prozesse des anaeroben Abbaus in sauren Torfmooren der Subarktis und des südlichen Boreals

• Main Author: Metje, Martina
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: German
• Published: Philipps-Universität Marburg 2007
• Subjects: Life sciences; Biowissenschaften; Biologie; ddc:570; Subarktische Zone; Methan; Syntrophie; CH4; Substratlimitierung; Boreal; Temperaturabhängigkeit; Psychrophil; Substrate limitation; Subarctic permafrost; Temperature dependence; Dauerfrostboden; CO2; Fe(III)-Reduktion; Methanbakterien; Homoacetogenese; Methangärung; Acidic peatland; Syntrophic processes; Geobacteraceae; Methanogenesis; Boden; Senken; Sauren; permafrost; Subarctic; Subarktis
• Online Access: https://doi.org/10.17192/z2007.0083

Moorgebiete spielen als CO2-Senken und CH4-Quellen eine herausragende Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf. Insbesondere die Moore der nördlichen Hemisphäre sind bedeutende Reservoire für im Boden gebundenen organischen Kohlenstoff. Eine bereits voranschreitende globale Erwärmung macht diese Kohlenstoffreservoire mikrobiell verfügbar und kann zu einer Erhöhung der CH4- und CO2-Emissionen führen. Während Physiologie und Thermodynamik der Methanogenese sehr gut untersucht worden sind, besteht noch erheblicher Forschungsbedarf hinsichtlich Struktur und Funktion methanogener Gemeinschaften. Insbesondere die regulierenden Faktoren in sauren Mooren sind weitgehend unerforscht. Hier wurden zentrale Fragen zur Charakterisierung der methanogenen Gemeinschaften und der mit der Methanogenese gekoppelten Prozesse in sauren Torfmooren (N-Finnland, W-Sibirien und Estland) bearbeitet. Im ersten Teil wurde erstmals die Bedeutung von endogenem Ethanol als Substrat für die Methanogenese und die Fe(III)-Reduktion in einem subarktischen Moor in N-Finnland gezeigt. Der Kohlenstoffbilanz zufolge gingen 50% des Ethanols über syntrophe Oxidation in die Methanogenese und 50% in die Fe(III)-Reduktion ein. 80% des gebildeten CH4 stammten aus H2/CO2. Entsprechend ergab die phylogenetische Analyse des 16S rRNA-Gens und des Gens für die α-Untereinheit der Methyl-CoenzymM-Reduktase, dass mutmaßlich ein einziges Mitglied der Familie Methanobactericeae für die Methanogenese verantwortlich war. Hohe CH4-Bildungsraten auch bei 4°C deuteten auf die Präsenz einer psychrophilen Gemeinschaft hin. Während die Analyse der T-RFLP-Muster eine stabile Zusammensetzung der archaeellen Gemeinschaft über den gesamten Temperaturgradienten hinweg ergab, zeigte die Real-Time-PCR ein temperaturabhängiges Wachstum sowohl der bakteriellen als auch der archaeellen Gemeinschaft. Sowohl Substratumsatz als auch das Wachstum der mikrobiellen Gemeinschaft waren stark temperaturabhängig und eng gekoppelt. Auch in dem untersuchten sibirischen Moor waren syntrophe ...