Logo Universitat Bremen
Seitenpfad:

Phytoplankton trägt zur CO2-Verringerung bei

27.05.2021
Entnahme von Kernsedimenten vom Meeresboden für mikroskopische Untersuchungen. Da die zu untersuchenden Organismen sehr klein sind, reicht für diese Art der Analyse meist eine Probe aus, die mit dem Zahnstocher genommen wird. Foto: Nina Rooks Cast
Entnahme von Kernsedimenten vom Meeresboden für mikroskopische Untersuchungen. Da die zu untersuchenden Organismen sehr klein sind, reicht für diese Art der Analyse meist eine Probe aus, die mit dem Zahnstocher genommen wird. Foto: Nina Rooks Cast

Eine Studie von Meeressedimenten aus dem Indischen Ozean unterstreicht die Schlüsselrolle des marinen Phytoplanktons im globalen Kohlenstoffkreislauf. Dr. Deborah Tangunan, die vom MARUM an die Universität Salamanca (Spanien) gewechselt ist, und ihre Co-Autor:innen haben untersucht, wie diese winzigen Organismen von den sich durch den Klimawandel ändernden physikalischen und chemischen Bedingungen im Ozean beeinflusst werden. Ihre Ergebnisse haben sie jetzt in Nature Communications Earth & Environment veröffentlicht.

Coccolithophoriden sind eine Gruppe von einzelligem, mikroskopisch kleinem kalkigen Phytoplankton. Unter den marinen Organismen sind sie einzigartig, weil sie beim Austausch von Kohlendioxid zwischen Atmosphäre und Ozean eine doppelte Rolle spielen. Während der Photosynthese werden sehr große Mengen an Kohlendioxid aus der Atmosphäre gebunden – denn Coccolithophoriden gewinnen Energie und damit Nahrung, indem sie Sonnenlicht und anorganische in organische Nährstoffe umwandeln. Die Zelle ist andererseits von einer Schale aus einzelnen Kalkblättchen umgeben, den so genannten Coccolithen, die aus Kalziumkarbonat bestehen. Während sie die Coccolithen bilden, geben die Coccolithophoriden also Kohlendioxid an die Umgebung ab. Sterben die Mikroorganismen, sinken ihre Coccolithen auf den Ozeanboden und bleiben dort als Mikrofossilien im Sediment erhalten. Aufgrund ihrer Beschaffenheit können Forschende auf die Klimabedingungen schließen, unter denen die Organismen im Oberflächenwasser gelebt haben. Dazu untersuchen sie Sedimentkerne, die im Fall der aktuellen Publikation während einer Expedition im Rahmen des internationalen Bohrprogramms IODP (International Ocean Discovery Program) gewonnen und ausgewertet wurden.

Ziel der Fahrt war das Agulhas-Plateau im Südozean-Sektor des Indischen Ozeans, wo die Sedimentkerne entnommen wurden. Das Plateau liegt geologisch günstig südlich des Kaps der Guten Hoffnung. Hier haben sich über Jahrtausende in den Sedimenten wichtige Informationen über das Klima abgelagert, mit denen Forschende versuchen, verschiedene Faktoren des Klimasystems zu entschlüsseln.

Das internationale, multidisziplinäre Autorenteam hat in seiner Studie eine Verbindung zwischen dem Wachstum der Organismen und der zwischen Warm- und Kaltzeiten schwankenden Oberflächentemperatur des Ozeans identifiziert. Sowohl die Häufigkeit der Coccolithophoriden als auch einer weiteren Organismengruppe, den Diatomeen (Kieselalgen, auch einzellig), in Kombination mit organischen Kohlenstoffaufzeichnungen deuten allesamt auf eine erhöhte Produktivität während der Eiszeiten hin. Daraus schließt das Autorenteam, dass die biologische Pumpe während der Eiszeiten effizienter war. Dies könnte teilweise die in früheren Studien festgestellte Verringerung der atmosphärischen Kohlendioxid-Konzentration erklären.

Neben Deborah Tangunan sind Dr. Oscar Romero und Dr. Karl-Heinz Baumann, Wissenschaftler am MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen und in der Forschungsgruppe Paläozeanographie-Sedimentologie des Fachbereichs Geowissenschaften der Universität Bremen beteiligt.

Die Arbeit von Deborah Tangunan zu Coccolithophoriden ergänzt die frühere Forschung von Oscar Romero.

 

Kontakt:

Dr. Deborah Tangunan
E-Mail: [Bitte aktivieren Sie Javascript]

Dr. Oscar Romero
Telefon: 0421-21865645
E-Mail: [Bitte aktivieren Sie Javascript]

 

 

Vereinfachte schematische Darstellung der komplexen Rolle von Coccolithophoriden im globalen Kohlenstoffkreislauf, die sowohl an der biologischen (Photosynthese) als auch an der Karbonatpumpe (Kalzifizierung) beteiligt sind. Grafik: modifiziert nach Baumann et al., 2004
Vereinfachte schematische Darstellung der komplexen Rolle von Coccolithophoriden im globalen Kohlenstoffkreislauf, die sowohl an der biologischen (Photosynthese) als auch an der Karbonatpumpe (Kalzifizierung) beteiligt sind. Grafik: modifiziert nach Baumann et al., 2004
Coccolithophoriden-Art Emiliania huxleyi. Foto: Jeremy R. Young
Coccolithophoriden-Art Emiliania huxleyi. Foto: Jeremy R. Young

 

Originalpublikation:

Deborah Tangunan, Melissa A. Berke, Alejandra Cartagena-Sierra, José Abel Flores, Jens Gruetzner, Francisco Jiménez-Espejo, Leah J. LeVay, Karl-Heinz Baumann, Oscar Romero, Mariem Saavedra-Pellitero, Jason J. Coenen, Aidan Starr, Sidney R. Hemming, Ian R. Hall & Expedition 361 Science Party: Strong glacial-interglacial variability in upper ocean hydrodynamics, biogeochemistry, and productivity in the southern Indian Ocean. Nature Earth & Environment. DOI: https://doi.org/10.1038/s43247-021-00148-0

 

Mehr Informationen:

IODP Expedition 361 

Informationen der Bremer Partnerunivresität Cardiff 

 

 

Einige der Coccolithophoriden-Arten, die auf dem Agulhas Plateau gefunden wurden. Foto: Deborah Tangunan
Einige der Coccolithophoriden-Arten, die auf dem Agulhas Plateau gefunden wurden. Foto: Deborah Tangunan
Diatomeen-Art Eucampia antarctica.
Diatomeen-Art Eucampia antarctica.