Methan ist nach Kohlendioxid das zweitwichtigste Treibhausgas, das zur Klimaveränderung beiträgt. Dass es nur den zweiten Platz belegt, liegt an der geringeren Konzentration, mit der es im Vergleich zu CO₂ in die Erdatmosphäre entweicht. In den vergangenen 150 Jahren hat sich der Methananteil in der Luft jedoch verdreifacht, was nur zum Teil auf industrielle Veränderungen zurückzuführen ist. Experten zufolge stammt das Gros aus biogenen Quellen wie Rindern. Hinzukommen zahlreiche natürliche Quellen wie Moore und Sümpfe, wo Methan durch Bakterien gebildet oder verzehrt wird.

Mikrobielles Schlüsselenzym steuert Methan-Umsetzung

Methan ist aber nicht nur ein Klimakiller, sondern auch ein wichtiger Energieträger, der daher von speziellen Mikroorganismen, sogenannten Archaeen, auch für den Stoffwechsel genutzt wird. Dabei ist es immer das gleiche Enzym, das Mikroben dabei unterstützt, Methan zu produzieren oder zu metabolisieren: die Methyl-Coenzym-M-Reduktase (MCR). Forscher vom Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie in Bremen und der Jiao-Tong-Universität in Shanghai (China) fanden nun heraus, dass dieses Schlüsselenzym in Archaeen weiter verbreitet ist, als bisher angenommen. Wie das Team im Fachjournal „Nature Micobiology“ berichtet, wird MCR von wesentlich mehr Mikroben als bekannt für Stoffwechselprozesse und damit zur Umsetzung von Methan genutzt.

Neue Methan-Mikroben mit variablem Stoffwechsel

In weltweiten Genom-Datenbanken hatten die Wissenschaftler nach neuen Methan-Organismen gesucht und sich dabei auf das Schlüsselenzym MCR konzentriert. „Diese MCRs lassen sich grob in drei Gruppen einteilen“, erklärt der Erstautor der Studie, Yinzhao Wang. „Eine Gruppe umfasst die bekannten Gensequenzen. Die anderen beiden Gruppen sind völlig neu.“ Mithilfe der neuen Sequenzen konnten die Forscher zahlreiche neue Methan-Mikroben identifizieren. Dabei stellten sie fest, dass sich diese Mikroorganismen vom Genom her grundlegend von den bekannten Methan-Mikroben unterscheiden.

Einfluss auf globales Klima

In welcher Form die Mikroben den Stoffwechselweg genau nutzen, ist noch unklar. Der Studie zufolge gibt es unter den Methan erzeugenden Organismen aber auch Mikroben, die Methan oxidieren. „Unsere Ergebnisse sind sehr spannend. Vermutlich haben wir die ersten Archaeen entdeckt, die Methan ohne Partnerbakterien mit Sulfat veratmen können“, sagt Gunter Wegener vom Bremer Max-Planck-Institut. „Andere ernähren sich offensichtlich nicht von Methan, sondern von anderen Kohlenwasserstoffen.“ Als nächstes will das deutsch-chinesische Forscherteam die von ihnen identifizierten neuen Methan-Mikroben im Labor kultivieren, um seine These zu untermauern. Die Studienergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass die neuen Methan-Mikroben auf Grund ihrer variablen Stoffwechselwege einen großen Einfluss auf die weltweite Kohlenstoffbilanz haben könnten.

bb