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Der pH-Wert des Wassers wirkt sich auf die Skelettbildung bestimmter Mikroalgen aus

Diatomeen (Kieselalgen) sind einzellige braune Algen, die in allen Weltmeeren und auch in Flüssen vorkommen, und sich durch ihre Schalen aus Silicaten, die man chemisch auch als ″amorphes Glas″ bezeichnet, auszeichnen. Französische Forscher haben bewiesen, dass die Versauerung (Abnahme des pH-Wertes) ihrer Umgebung die Geschwindigkeit des Aufbaus und die Architektur ihrer Verschalung beeinflusst.


Diatomeen (Kieselalgen) sind einzellige braune Algen, die in allen Weltmeeren und auch in Flüssen vorkommen, und sich durch ihre Schalen aus Silicaten, die man chemisch auch als ″amorphes Glas″ bezeichnet, auszeichnen. Französische Forscher haben bewiesen, dass die Versauerung (Abnahme des pH-Wertes) ihrer Umgebung die Geschwindigkeit des Aufbaus und die Architektur ihrer Verschalung beeinflusst.

 

Diatomeen synthetisieren aus im Wasser gelöster Kieselgur (Kieselerde) ein Exoskelett aus Silikat, das härter als die meisten uns bekannten Glassorten ist, aber auch deutlich poröser. Zwei Eigenschaften, die dieses Material für die Industrie besonders interessant machen – sie nutzt diese Strukturen als Filter oder Füllstoffe. Da diese einzelligen Algen sehr empfindlich auf Veränderungen in ihrer Umgebung reagieren, sind sie auch wertvolle Indikatoren für die Wasserqualität. Dank der Arbeit von Forschern am französischen naturhistorischen Museum, der Universitäten Paris-Diderot und Paris-Descartes, weiß man heute, dass die Versauerung der Ozeane kurzfristig einen direkten Einfluss auf die Morphogenese des Skeletts (oder “Theka”) hat.

 

Die Forscher haben ein Beobachtungssystem entwickelt, dass auf der Mikroskopie und der Verwendung von Fluorophoren (fluoreszierenden Stoffen) basiert, die das synthetisierte Skelett markieren. Ziel ist es, die Bildung der Theka in Echtzeit während der Zellteilung zu beobachten. “Es gibt genauso viele Skelettformen wie Kieselalgenarten – und das sind mehr als 100.000! Die Idee war, sowohl die Bildung der Theken zu modellieren, als auch die Auswirkungen von Umgebungs-Parametern, wie dem pH-Wert, auf diesen Prozess zu bestimmen”, so Pascal Jean Lopez [1].

 

Die Ergebnisse der Studie lassen eine starke Abhängigkeit von der Umgebung erkennen. “Auch wenn die Versauerung der Umgebung scheinbar keinen Einfluss auf die Skelettarchitektur (die von der DNA der Kieselalge bestimmt wird) an sich hat, so lässt sich doch feststellen, dass sowohl die Geschwindigkeit der Theka-Bildung abnimmt, als auch deren Porosität; die Poren sind kleiner als normalerweise”, sagt Pascal Jean Lopez. Die Forscher wollen in einem nächsten Schritt die Kombination mehrerer Faktoren untersuchen – zum Beispiel den Säure- und Salzgehalt -, um mögliche Konsequenzen von Klimaänderungen auf diese Phänomene bessere vorhersagen zu können.

 

[1] Für weitere Informationen: Pascal Jean LOPEZ, Abteilung für Biologie der Organismen und Wasserökosysteme (BOREA), Institut für Ökologie und Umwelt – CNRS/naturhistorisches Museum/ Forschungsinstitut für Entwicklung – Tel.: 01 40 79 36 12, E-Mail: pjlopez@biologie.ens.fr

 

 

Quellen:

Pressemitteilung des Instituts für Ökologie und Umwelt des französischen Zentrums für wissenschaftliche Forschung (CNRS) – 13.11.2012 – http://www.cnrs.fr/inee/communication/breves/pascal_lopez.htm

Veröffentlichung im Wissenschaftsblatt PLOS One: ” Multiparametric Analyses Reveal the pH-Dependence of  Silicon Biomineralization in Diatoms” – Vincent Herve, Julien Derr, Stephane Douady, Michelle Quinet, Lionel Moisan, Pascal Jean Lopez – 29.10.2012

 

Redakteurin: Hélène Benveniste, helene.benveniste@diplomatie.gouv.fr