Biomarker zeigen Blaualgen-Vorkommen in der Vergangenheit

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Einige Arten der Cyanobakterien bilden Giftstoffe, die in hohen Konzentrationen beim Verschlucken bei Menschen Übelkeit und Erbrechen hervorrufen und bei Tieren sogar zum Tod führen können. Zudem können Massenentwicklungen von Cyanobakterien – sogenannte Blaualgenblüten – die Ökosysteme nachhaltig schädigen. Denn sterben diese Kleinstlebewesen in großen Mengen auf einmal ab und sinken auf den Meeresgrund, wird bei ihrer Zersetzung viel Sauerstoff verbraucht und die Ausbreitung sauerstoffarmer „Todeszonen“ begünstigt.

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Die Erforschung von Cyanobakterien, unterstützt durch BMBF-Förderung, steht auch im Fokus des Leibniz-Instituts für Ostseeforschung Warnemünde (IOW). Dort wurde jetzt eine wesentliche Ursache für das vermehrte Auftreten von Blaualgenblüten weiter entschlüsselt. Ein Forscherteam um den IOW-Meeresgeologen Jérôme Kaiser analysierte hierzu das Auftreten und die Häufigkeit von Cyanobakterien in der Vergangenheit. Dafür nutzten die Forscherinnen und Forscher zwei spezielle Biomarker - Kohlenwasserstoffe, die von zwei fast nur in der Ostsee vorkommenden Cyanobakterien aus Fettsäuren produziert werden. Die beiden Marker, sie heißen 6- und 7-Methylheptadecan, haben aus wissenschaftlicher Sicht den Vorteil, dass sie sich auch innerhalb von Jahrtausenden nicht zersetzen und mit einem vertretbaren methodischen Aufwand in Sedimentproben nachweisen lassen. Diese chemischen Verbindungen stellen somit ideale Spuren dar, die von den Organismen hinterlassen werden. [...]

Den Forscherinnen und Forschern gelang es, in einer Probe mit bis zu 160 Jahre alten Sedimenten vom Meeresboden durchgehend Cyanobakterien nachzuweisen. Demnach wechselten sich Perioden mit hohem und niedrigem Aufkommen ab. Vor allem in Zeiträumen, in denen laut Messdaten hohe Wassertemperaturen in der zentralen Ostsee herrschten, gab es auch massive Vorkommen von Cyanobakterien. Einen darüber hinaus sichtbaren, signifikanten Anstieg seit den 1950er Jahren, als die Überdüngung der Ostsee erheblich zunahm, stellte das Forscherteam nicht fest. Dabei wurde bislang in der Wissenschaft die vermehrte Nährstoffzufuhr als ein wesentlicher Faktor für die Blaualgenblüte angesehen.

Die Biomarker nutzten die Studienautoren auch zur Analyse eines 7000 Jahre alten Sedimentkerns aus der Bottensee, einem Becken im Norden der Ostsee. Dieser Zeitabschnitt umfasst das mittlere Holozän, eine warmzeitliche Epoche, in der die Durchschnittstemperaturen auf der Nordhalbkugel um 1 bis 1,5 Grad Celsius höher waren als heute. Sie ist für die heutige Klimaforschung daher besonders interessant. Aus der Probe ließ sich herleiten, welchen Einfluss der Klimawandel auf die Blaualgenblüten haben könnte.

Das beunruhigende Ergebnis: Der Gehalt an Biomarkern war damals bis zu 100-mal höher als in der heutigen zentralen Ostsee. Das legt häufige und starke Blaualgenblüten in dieser warmen Klimaperiode nahe. [...]

PM BMBF (gekürzt), weitere Informationen unter bmbf.de