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29.02.2016

Kohlendioxid-Überschuss mit Kieselalgen reduzieren


Wissenschaftler der TU Bergakademie Freiberg haben gemeinsam mit einem internationalen Forscherteam das Erfolgsgeheimnis der Kieselalge Didymo entschlüsselt. Die Algenart bindet für ihr Wachstum Kohlenstoffdioxid aus der Luft und entfernt damit das schädliche Treibhausgas auf der Erde.

Im Gegensatz zu anderen Kieselalgenarten schwimmt Didymo nicht frei im Wasser, sondern setzt sich auf Gesteinen fest. Sie produziert einen Millimeter langen schleimigen Stiel. So kann die Kieselalge trotz größter Strömung in Bergflüssen aufrecht im Wasser stehen, um an das Licht in Oberflächennähe zu gelangen. Mit der dort betriebenen Photosynthese spielt sie eine entscheidende Rolle im Kohlenstoffdioxid-Konsum aus der Atmosphäre weltweit. Die biochemischen und biomineralogischen Zusammenhänge hat jetzt erstmals ein internationales Forscherteam aus Deutschland, Polen, Russland, Frankreich und den USA unter der Leitung von Biomineralogie-Professor Hermann Ehrlich von der TU Bergakademie Freiberg entschlüsselt.

Das Geheimnis liegt in der Produktion von Kalziumkarbonat in Form von Calcit. Um dieses Mineral zu gewinnen, nutzt die Kieselalge spezielle Enzyme. Damit löst sie zunächst das Gestein chemisch auf und setzt sich dann in diesem fest. So entzieht sie dem Gestein Kalzium und lagert es in ihrem Stiel in Form vom Nanofasern ein. Diese Fasern erhöhen die Stabilität der Kieselalge. Dadurch steht sie aufrecht in der Strömung und ist dennoch flexibel genug, um nicht zu brechen. Die Alge gelangt so nah an die Wasseroberfläche, um dort mit Hilfe der Photosynthese weiter zu wachsen. "Um Calcit zu bilden, benötigt die Alge größere Mengen von CO2. Das holt sie sich aus den schädlichen Treibhausgasen in unserer Luft. Da sich dort immer mehr CO2 ansiedelt, kann sich die Alge immer weiter ausbreiten. Das spricht für einen fortschreitenden Klimawandel", erklärt Prof. Herrmann Ehrlich.

Seit drei Jahren arbeitet das 30-köpfige Team unterstützt durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft und das Bio-Hydrometallurgische Zentrum für strategische Elemente der Dr.-Erich-Krüger-Stiftung an der Erforschung der Kieselalge Didymo. "Jetzt wo wir die Mechanismen untersucht haben, welche der Kieselalge das Überleben sichern, können wir besser die eindeutige Sensibilität des natürlichen Gleichgewichts verstehen und herausfinden, wie sich die Alge für den Menschen nutzen lässt", so Prof. Ehrlich. Eine Möglichkeit sei es zum Beispiel, die große Biomasse der weltweit vorkommenden Kieselalge zu nutzen, um spezielle Filtersysteme zu Abwasserreinigung zu entwickeln.

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Quelle: Technische Universität Freiberg




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