Metabolismus und Biomineralisation in anaerob Methan-oxidierenden Lebensgemeinschaften
Die anaerobe Oxidation von Methan (AOM) ist als Schlüsselprozess des marinen Methankonsums bekannt. Nach phylogenetischen und metagenomischen Analysen wird der Prozess von Konsortien aus syntrophen Archaeen und Sulfat reduzierenden Bakterien katalysiert. In dieser Arbeit wird ein umfassenderer Einblick in die methanotrophen Konsortien der Cold Seeps des Schwarzen Meeres gezeigt. Die Stoffwechselaktivität der syntrophen Partner konnte durch die Anwendung von Antikörpern identifiziert werden. Die Schlüsselenzyme Methyl Coenzym M Reduktase der (reversen) Methanogenese und APS Reduktase der Sulfatreduktion wurden auf zellulärer und subzellulärer Ebene detektiert. Interessanterweise konnten auch aktive methylotrophe Bakterien, deren Gruppe für die aerobe Methanoxidation bekannt ist, an dem anaeroben Standort gefunden werden. Es wurde gezeigt, dass sowohl anaerobe als auch aerobe Methanoxidation gleichzeitig in einigen zehn Mikrometern Entfernung in einer komplexen mikrobiellen Gemeinschaft mit Redox-Gradienten stattfinden. Die Ergebnisse bestätigen die syntrophe AOM als dominierenden Prozess in diesem anoxischem Lebensraum und weisen zugleich auf die globale Bedeutung des aeroben Stoffwechselweges hin, der nicht auf die oxischen Lebensräume der Ozeane beschränkt zu sein scheint. Weiterer Gegenstand dieser Arbeit war ein terrestrischer Standort, an dem Methan austritt. Das Schlammvulkan-Feld, Salse di Nirano im nördlichen Apennin (Italien), wurde auf Prokaryoten untersucht, die an der Oxidation von Methan beteiligt sind. Die Zellzahl lag bei ungefähr 0.7 x 106 Zellen/ml. Mit Fluoreszenz in situ Hybridisierung konnte ein Teil der Zellen als ANME-Archaea identifiziert werden, die in dicht besiedelten Flocken (einige zehn Mikrometer im Durchmesser) in einer hyalinen Matrix eingebettet sind. Eine Untersuchung der Diversität mit 16S rDNA-Analyse zeigte einen hohen Anteil an Archaeen, die an Sulfat abhängiger als auch Eisen oder Mangan abhängiger AOM beteiligt sind. Die Anreicherung von methanotrophen Bakterien aus aeroben als auch anaeroben Fluiden zeigt, dass sobald Sauerstoff verfügbar wird diese Bakterien an der Oxidation von Methan beteiligt sind. Die Ergebnisse lassen vermuten, dass in tieferen Regionen des vulkanischen Systems von Archaeen dominierte Biofilme angesiedelt sind.
570 Biowissenschaften, Biologie, Biologie, Immunodetektion, Transmissionselektronenmikroskopie, Biomineralisation, mikrobielle Matten, immunodetection, transmission electron microscopy, biomineralization, microbial mats, 42.3, WUO 700: Geomikrobiologie {Mikrobiologie}
Networked Digital Library of Theses and Dissertations