Am 28. Mai 2025 erhielten die Universität Greifswald und die Universität Bremen eine wichtige Förderzusage für den Sonderforschungsbereich/Transregio (TRR) 420 mit dem Titel „CONCENTRATE“. Dieses Forschungsprojekt konzentriert sich auf die Untersuchung von Zuckerpolymeren, die aus Meeresalgen gewonnen werden, und deren bedeutenden Einfluss auf den Klimaschutz. Der TRR 420 stellt ein zentrales Element im Bestreben dar, die Rolle der Ozeane als Kohlenstoffspeicher zu verstehen und zu verbessern.
Durch die Photosynthese in den Meeren wandeln Algen jährlich rund fünfmal so viel Kohlendioxid in Polysaccharide, auch bekannt als Glykane, um, wie durch die Verbrennung fossiler Energieträger freigesetzt wird. Diese Glykane sind entscheidend für den marinen Kohlenstoffkreislauf. Trotz der Vielzahl von Enzymen in marinen Bakterien, die darauf ausgelegt sind, Glykane abzubauen, verbleiben große Mengen dieser Zuckerstrukturen im Ozean. Dies weist darauf hin, dass unentdeckte Faktoren den vollständigen Abbau der Glykane verhindern und somit zur Kohlenstoffspeicherung beitragen.
Forschungsmethoden und Ziele
Der TRR 420 hat es sich zur Aufgabe gemacht, die molekularen und mikrobiellen Prozesse zu entschlüsseln, die für die Stabilität der Glykane im Ozean verantwortlich sind. Die Forscher kombinieren Laborversuche mit Messungen in natürlichen marinen Lebensräumen. Der Fokus liegt auf den Wechselwirkungen zwischen Algen, Bakterien, Pilzen, Glykanen und Proteinen, wobei sogar die atomaren Strukturen bis zum Ångström-Bereich untersucht werden.
Zudem wird der Einfluss biotischer und abiotischer Mechanismen auf die Stabilität von Glykanen im sonnenexponierten Oberflächenozean zu verschiedenen Zeitpunkten, von Tagen bis Jahren, analysiert. Das langfristige Ziel dieser Forschungen besteht darin, ein besseres Verständnis dafür zu entwickeln, wie Zuckerstrukturen aus Algen zur Kohlenstoffspeicherung beitragen können. Die Erkenntnisse könnten somit einen wesentlichen Beitrag im Kampf gegen den Klimawandel leisten.
Die Rolle der Braunalgen
Eine andere bedeutende Dimension der Forschung betrifft die maritime Braunalge, die sich als besonders effizient im Speichern von Kohlenstoff erwiesen hat. Laut einer Doktorarbeit am Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie in Bremen speichern Braunalgen große Mengen Kohlenstoff in Form langlebiger Zuckerpolymere, insbesondere Fucoidan. Jährlich beseitigen diese Algen bis zu 550 Millionen Tonnen Kohlendioxid aus der Atmosphäre.
Die Kapazität von Fucoidan, in den Tiefen der Ozeane Kohlenstoff zu speichern, beträgt etwa vier Gigatonnen Kohlendioxid. Zum Vergleich: Die jährlichen Treibhausgas-Emissionen Deutschlands belaufen sich auf 674 Millionen Tonnen Kohlendioxid. Dies verdeutlicht das immense Potenzial, das Braunalgen zur Bekämpfung des Klimawandels bieten, weshalb der Schutz dieser Ökosysteme entscheidend ist.
Ozeanbasierte Technologien und Zusammenarbeit
Zusätzlich wird im Rahmen des EU-geförderten Projekts OceanNETs, das vom GEOMAR koordiniert wird, die Rolle des Ozeans als Kohlenstoffsenke intensiv untersucht. Hierbei liegt der Fokus auf Chancen und Risiken ozeanbasierter Technologien zur negativen Emission von Treibhausgasen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus 14 Institutionen in sechs Ländern arbeiten zusammen, um herauszufinden, ob diese Technologien eine nachhaltige Rolle auf dem Weg zur Erreichung der Klimaneutralität gemäß dem Pariser Klimaabkommen spielen können.
Der Ozean besitzt eine hohe Kapazität zur Kohlenstoffaufnahme und -speicherung durch seine enorme Oberfläche und sein Volumen. Durch die Erforschung dieser Mechanismen soll das Bewusstsein für die Bedeutung der Ozeane im Klimaschutz gestärkt werden. Es wird davon ausgegangen, dass der Schutz und die Regeneration mariner Ökosysteme nicht nur zur Verbesserung der globalen CO2-Bilanzen, sondern auch zur Stabilisierung der marinen Biodiversität beitragen können.
Insgesamt stellt der TRR 420 einen vielversprechenden Schritt zur vertieften Erforschung der Kohlenstoffspeicherung durch Meeresalgen dar und könnte somit entscheidende Erkenntnisse für den globalen Klimaschutz liefern. Pandemiebedingt ist es mehr denn je notwendig, den Fokus auf nachhaltige Lösungen zu lenken, die auch die Ozeane in den Vordergrund rücken.
Am Verbund sind neben der Universität Greifswald und der Universität Bremen auch Institutionen wie die Technische Universität Berlin, das Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde sowie das Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung Potsdam beteiligt. Ansprechpartner sind unter anderem Prof. Dr. Thomas Schweder von der Universität Greifswald und Prof. Dr. Jan-Hendrik Hehemann von der Universität Bremen.
uni-bremen.de berichtet, dass …
pflanzenforschung.de stellt fest, dass …
geomar.de hebt hervor, dass …
