Energie aus Wasserstoff Tiefseebakterium nutzt Brennstoffzellen-Technik

Brennstoffzellen sollen eines Tages dabei helfen, den Autoverkehr sauberer zu machen - doch die Technik kommt auch in der Tiefsee zum Einsatz. Ein nun entdecktes Bakterium in ewiger Dunkelheit gewinnt mit Hilfe von Wasserstoff Energie.

MARUM/ Universität Bremen

Bremen - Wer in der ewigen Finsternis der Tiefsee überleben will, muss sich etwas einfallen lassen - Sonnenlicht liefert hier unten schließlich so gut wie keine Energie mehr. Deswegen nutzen Bakterien andere Wege, zum Beispiel mit Hilfe von Schwefelwasserstoff oder Methan. Deutsche Forscher haben dieser Liste nun einen dritten Treibstoff hinzugefügt: Wasserstoff. Ein Team um Nicole Dubilier vom Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie und ihre Kollegen vom Exzellenzcluster Marum an der Uni Bremen berichten über ihre Entdeckung im Fachjournal "Nature".

Ihre Entdeckung machten die Forscher am Logatschew-Hydrothermalfeld, in 3000 Metern Tiefe am Mittelatlantischen Rücken, etwa auf halber Strecke zwischen der Karibik und den Kapverdischen Inseln. In einer Reihe von Fahrten registrierten die Forscher hier die höchsten jemals an heißen Quellen gemessenen Konzentrationen an Wasserstoff. Sie untersuchten die Gegend mit den Tiefseerobotern "Marum-Quest" und "Kiel 6000" vom Kieler Forschungszentrum IFM-Geomar.

In den Kiemen der im Hydrothermalfeld lebenden Tiefseemuschel Bathymodiolus puteoserpentis fanden die Forscher ein Bakterium, das auch Wasserstoff zur Energiegewinnung einsetzen kann. Diese Reaktion bildet der Mensch mit Brennstoffzellen nach, in denen Wasserstoff und Sauerstoff kontrolliert zu Wasser reagieren. Bakterien, die diese Reaktion beherrschen, waren schon bekannt. Als Grundlage des Lebens in der Tiefsee sind sie aber neu.

Die Muschelfelder um die hydrothermalen Quellen herum erreichen einige hundert Quadratmeter Größe, berichten die Experten. Bis zu einer halben Million Individuen lebten dort. Die Experimente deuten darauf hin, dass die Muscheln im Logatschew-Hydrothermalfeld bis zu 5000 Liter Wasserstoff pro Stunde umsetzen, rechnet Co-Autor Frank Zielinski vor. Die Bakterien in den Muschelkiemen spielen demnach eine beachtliche Rolle als Primärproduzenten und bei der Umwandlung von geochemischer Energie in Biomasse.

Dubilier und ihren Kollegen gelang es zudem, eines der Schlüsselenzyme für die Reaktion zu ermitteln, eine sogenannte Hydrogenase. Auch die Bakterien, die mit anderen an Hydrothermalquellen lebenden Tieren - Röhrenwürmern oder Garnelen - in Symbiose leben besitzen dieses Schlüsselenzym. "Wir gehen deshalb davon aus, dass die Fähigkeit, Wasserstoff als Energiequelle zu nutzen, unter diesen symbiotischen Gemeinschaften weit verbreitet ist, und zwar selbst dort, wo der Wasserstoff in nur sehr geringen Mengen vorkommt", erklärt Dubilier.

chs/dpa

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