Wissenschaftler der Universität Tübingen haben in einer neuen Studie spannende Erkenntnisse über die Rolle von Cyanobakterien in den frühen Ozeanen vor 2,5 Milliarden Jahren gewonnen. Die Forschung unter der Leitung von Professor Andreas Kappler, Experte für Geomikrobiologie, zielt darauf ab, das Verständnis über die Sauerstoffanreicherung in der Erdatmosphäre zu vertiefen. Während dieser Zeit waren die Cyanobakterien, insbesondere die Art *Synechococcus sp. PCC7002*, die ersten Lebewesen, die Fotosynthese betrieben und damit Sauerstoff freisetzten.
Trotz hoher Eisenkonzentrationen im Ozeanwasser, die den Wachstum der Cyanobakterien erschwerten, konnte sich Sauerstoff in der Atmosphäre anreichern. Die Forscher fanden heraus, dass Silikat im Ozeanwasser eine entscheidende Rolle für das Wachstum dieser Mikroben spielte. Besonders hohe Silikatkonzentrationen reduzierten die Bildung reaktiver Sauerstoffradikale, die das Wachstum der Cyanobakterien behinderten. Diese Erkenntnisse stammen aus Experimenten, die das Wachstum von Cyanobakterien unter verschiedenen Eisen- und Silikatkonzentrationen untersuchten.
Einblicke in chemische Bedingungen
Eisenstress, wie er in eisenreichen Ozeanen herrschte, war eine Herausforderung für die Cyanobakterien. Es wurde angenommen, dass Sauerstoffradikale die Sauerstofffreisetzung dieser Mikroben behinderten. Doch die aktuellen Rechenmodelle der Studie suggerieren, dass die chemischen Bedingungen weniger hinderlich waren als ursprünglich gedacht. „Die Ergebnisse legen nahe, dass die Cyanobakterien unter diesen besonderen Umständen tatsächlich florierten,“ konstatiert das Forschungsteam. Zudem beeinflusste der Tageszeitwechsel von Licht und Dunkelheit die Anreicherung von Sauerstoff.
Die Ergebnisse dieser Studie könnten weitreichende Konsequenzen für unser Verständnis der Entwicklung der Erdatmosphäre haben und bieten neue Perspektiven auf die Rolle der Mikroben in der frühen Erdgeschichte. Die vollständige Studie mit dem Titel „Survival of cyanobacteria and mitigation of Fe(II) toxicity effects in a silicarich Archean ocean“ wurde in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
Bakterien und ihre Rolle in der Entwicklung
Interessant zu erwähnen ist, dass nicht nur Cyanobakterien zur Sauerstoffanreicherung beitrugen, sondern auch andere Bakterien, die vor Jahren Milliarden Tonnen Eisenerz produzierten. Dies eröffnet ein weiteres Kapitel in der Geschichte der Mikroben und ihrer Bedeutung für geochemische Prozesse auf der Erde. Diese Zusammenhänge erinnern daran, wie fundamental Bakterien für die Entwicklung des Planeten sind, sowohl in der Vergangenheit als auch in der Gegenwart.
Für weitere Informationen zu den faszinierenden Ergebnissen und deren Bedeutung in der Geomikrobiologie und Paläogeologie besuchen Sie die Studien auf den Plattformen von Universität Tübingen und Science Online.