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uni.aktuell-Archiv
Veröffentlicht am
20. November 2012
Kategorie:
Forschung & Wissenschaft
Algen können Energie aus anderen Pflanzen ziehen
Überraschendes Forschungsergebnis von Biologen der Universität
Bielefeld in Online-Journal „Nature Communications“ veröffentlicht
Blumen brauchen zum Wachsen Wasser und Licht: Schon Kinder lernen, dass Pflanzen Sonnenlicht nutzen, um aus Erde und Wasser Energie zu gewinnen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um den Bielefelder Biologen Professor Dr. Olaf Kruse haben nun eine bahnbrechende Entdeckung gemacht, die zeigt, dass es auch anders geht: Sie wiesen erstmals nach, dass die Grünalge Chlamydomonas reinhardtii nicht nur Photosynthese betreibt, sondern ihre Energie zum Wachsen alternativ auch aus anderen Pflanzen ziehen kann. Auch auf die Zukunft der Bioenergie könnte diese Erkenntnis großen Einfluss haben. Die Forschungsergebnisse sind heute (20. November), im Online-Journal „Nature Communications“ der renommierten Fachzeitschrift „Nature“ erschienen.
Bislang galt: Nur Würmer, Bakterien und Pilze können pflanzliche
Zellulose verdauen und sie so als Kohlenstoffquelle zum Wachsen und
Überleben nutzen. Pflanzen hingegen betreiben Photosynthese aus
Kohlendioxid, Wasser und Licht. In Versuchen haben Professor Dr. Olaf
Kruse und seine Mitarbeiter die mikroskopisch kleine Grünalgenart
Chlamydomonas reinhardtii in einer Kohlendioxid-armen Umgebung
aufwachsen lassen und beobachtet, dass der Einzeller in einer solchen
Mangelsituation Energie stattdessen aus benachbarter pflanzlicher
Zellulose ziehen kann. Dafür sondert die Alge Enzyme (sogenannte
Zellulasen) ab, die die Zellulose „verdauen“ und in kleinere
Zucker-Bestandteile aufspalten. Diese werden dann in die Zellen
transportiert und in eine Energiequelle umgewandelt. Die Alge kann
weiterwachsen.
„Dieses Verhalten ist damit erstmals für einen pflanzlichen Organismus
nachgewiesen worden“, sagt Professor Kruse. „Dass Algen Zellulose
verdauen können, widerspricht bisher jeder Lehrbuchmeinung.
Gewissermaßen fressen Pflanzen hier Pflanzen.“ Derzeit untersuchen die
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, ob dieser Mechanismus auch auf
andere Algenarten zutrifft. Erste Ergebnisse sprechen dafür.
Zukünftig könnte die „neue“ Eigenschaft der Algen auch für die Bioenergiegewinnung interessant sein. Denn der biologische Abbau pflanzlicher Zellulose ist eine ihrer wichtigsten Aufgaben. Schließlich ist zellulosehaltiges Abfallmaterial zum Beispiel von Feldfrüchten in großen Mengen vorhanden – in dieser Form aber nicht für die Umwandlung zu Biotreibstoffen zu gebrauchen. Zellulasen müssen das Material erst „aufbrechen“ und aufbereiten. Derzeit werden die Zellulasen hierfür aus Pilzen gewonnen, die wiederum organisches Material benötigen, um zu wachsen. Ließen sich die Zellulasen künftig aus Algen gewinnen, könnte man sich diesen Grundstoff sparen. Denn auch wenn nun erwiesen ist, dass sie alternative Nährstoffe nutzen können, reichen ihnen im Normalfall Wasser und Licht zum Gedeihen.
Blumen brauchen zum Wachsen Wasser und Licht: Schon Kinder lernen, dass Pflanzen Sonnenlicht nutzen, um aus Erde und Wasser Energie zu gewinnen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um den Bielefelder Biologen Professor Dr. Olaf Kruse haben nun eine bahnbrechende Entdeckung gemacht, die zeigt, dass es auch anders geht: Sie wiesen erstmals nach, dass die Grünalge Chlamydomonas reinhardtii nicht nur Photosynthese betreibt, sondern ihre Energie zum Wachsen alternativ auch aus anderen Pflanzen ziehen kann. Auch auf die Zukunft der Bioenergie könnte diese Erkenntnis großen Einfluss haben. Die Forschungsergebnisse sind heute (20. November), im Online-Journal „Nature Communications“ der renommierten Fachzeitschrift „Nature“ erschienen.
Die
Alge Chlamydomonas reinhardtii ist ein Einzeller - kann aber etwas, das
andere Pflanzen nicht können, wie Biologen der Universität Bielefeld
nachgewiesen haben.
Biologen
der Universität Bielefeld haben Zellulose zu Grünalgenkulturen
hinzugefügt und mit biochemischen und molekularbiologischen Methoden
sichtbar gemacht, dass die Algen die Zellulose zu einfachen Zuckern
abbauen und als Energiequelle nutzen können.
Zukünftig könnte die „neue“ Eigenschaft der Algen auch für die Bioenergiegewinnung interessant sein. Denn der biologische Abbau pflanzlicher Zellulose ist eine ihrer wichtigsten Aufgaben. Schließlich ist zellulosehaltiges Abfallmaterial zum Beispiel von Feldfrüchten in großen Mengen vorhanden – in dieser Form aber nicht für die Umwandlung zu Biotreibstoffen zu gebrauchen. Zellulasen müssen das Material erst „aufbrechen“ und aufbereiten. Derzeit werden die Zellulasen hierfür aus Pilzen gewonnen, die wiederum organisches Material benötigen, um zu wachsen. Ließen sich die Zellulasen künftig aus Algen gewinnen, könnte man sich diesen Grundstoff sparen. Denn auch wenn nun erwiesen ist, dass sie alternative Nährstoffe nutzen können, reichen ihnen im Normalfall Wasser und Licht zum Gedeihen.
Kohlendioxid
und Licht: Algen wachsen ohne großen Aufwand im Bioreaktor wie hier an
der Universität Bielefeld. Dadurch stellen sie in der
Bioenergiegewinnung eine Alternative zur umstrittenen Verwendung von
Landpflanzen dar.
Weitere Informationen im Internet:
www.uni-bielefeld.de/biologie/Algenbiotechnologie/kruse
www.nature.com/ncomms/journal/v3/n11/full/ncomms2210.html