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Extremophile: Ältestes Gen für Stickstoff-Fixierung gefunden?

Hydrothermalquelle am Axial-VulkanLaden...
Eine Archaeen-Art mit dem Arbeitsnamen FS406-22 besitzt womöglich eines der stammesgeschichtlich ältesten Gene zur Fixierung von Stickstoff und gewährt damit Einblick in die Evolution dieser ökologisch wichtigen Fähigkeit.

Kissenlava am Axial-VulkanLaden...
Kissenlava am Axial-Vulkan | Kissenlava am Axial-Vulkan: Sie wurde 1998 nach einem Ausbruch abgelagert.
Forscher um Mausmi Mehta von der Universität von Washington in Seattle entdeckten FS406-22 im 92 Grad Celsius heißem Wasser einer hydrothermalen Quelle am Axial-Vulkan des Juan-de-Fuca-Rückens vor der Küste Washingtons, was die Archaea zu einem neuen Rekordhalter für stickstofffixierende Mikroben macht. Bislang wurde diese Bestmarke von Methanothermococcus thermolithotrophicus gehalten, das in geothermisch aufgeheizten Sanden eines italienischen Strands bei 64 Grad Celsius derart aktiv ist. Die neue Spezies ist die bislang erste Stickstoff fixierende Archaea, die an einer hydrothermalen Tiefseequelle gefunden wurde; sie ist vor allem ab 90 Grad Celsius aktiv.

Reiches Leben am HydrothermalaustrittLaden...
Reiches Leben am Hydrothermalaustritt | Rund um Hydralwasseraustritte am Axial-Vulkan im Pazifik fanden die Forscher ein reiches Tier- und Mikrobenleben – neben zahlreichen Röhrenwürmern und Napfschnecken unter anderem auch eine Archaea, die noch bei 92 Grad Celsius Stickstoff fixieren kann.
Ihre genetische Analyse des neuen Extremophilen ergab, dass das Gen, welches die Nitrogenase bei FS406-22 kodiert, wohl ursprünglich noch vor der Aufspaltung der einzelnen Reiche der Bakterien, Archaea und Eukaryoten vor 3,5 Milliarden Jahren entstanden ist. Damit würde der Fund allerdings widerlegen, dass jenes Nitrogenase-System – das Stickstoffgas in nutzbares Ammonium umwandelt – erst nach dieser Trennung in den Archaeen aufkam und von dort später auf Bakterien übertragen wurde.

In Meerwasser liegt Stickstoff sowohl als gelöstes Gas als auch in Form von Nitrat vor. Versickert das Wasser tief genug im Meeresboden, reicht die dortige Wärme oftmals aus, bereits fixierten Stickstoff wieder in seinen gasförmigen Zustand umzuwandeln. Quellen, die wärmer als dreißig Grad Celsius sind, setzen deshalb sehr wenig Nitrat frei, sodass dort lebende Organismen unter Stickstoffmangel leiden könnten. FS406-22 erweitert also eventuell die Lebensmöglichkeiten in extremen Tiefseelebensräumen. (dl)

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