ZMT - Leibniz Zentrum für Marine Tropenforschung

Hintergrund

Stickstoff ist essentiell für alles Leben auf der Erde. In den Weltmeeren ist dieses Element jedoch knapp und die Stickstoffverfügbarkeit ist daher entscheidend für das Wachstum des marinen Lebens. Einige Bakterien, die im Meerwasser vorkommen, können Stickstoffgas (N2) in Ammoniak umwandeln (ein Prozess, der als N2-Fixierung bekannt ist) und dadurch das marine Nahrungsnetz mit bioverfügbarem Stickstoff versorgen.

Es wird angenommen, dass die N2-Fixierung in den tropischen und subtropischen Ozeanen begrenzt ist und hauptsächlich von Cyanobakterien umgesetzt wird. Jüngste Beobachtungen jedoch weisen auf die Existenz von nicht-cyanobakteriellen (heterotrophen) N2-Fixierern auf der ganzen Welt hin. Da ein hoher Sauerstoffgehalt in Kombination mit einer geringen Konzentration an gelösten organischen Stoffen im Meerwasser die N2-Fixierung verhindert, stellt das Auftreten der N2-Fixierung in vielen Umgebungen ein großes Rätsel dar. In der Forschung wird vermutet, dass N2-Fixierung an sinkenden Meeres-partikeln stattfinden kann, aber es ist noch unklar, wie genau und in welchem Ausmaß dies geschieht.

Projektbeschreibung

Mit dem Projekt N2FIX werden wir ein mathematisches Modell für einzellige, heterotrophe Bakterien entwickeln, die auf sinkenden Meerespartikeln wachsen.

Die Hauptziele des Projekts sind:

1) die Biogeographie der N2-Fixierung durch heterotrophe Bakterien in Verbindung mit sinkenden Partikeln zu einzuordnen,

2) den Gesamtbeitrag dieser Komponente der N2-Fixierung zum globalen Stickstoffhaushalt zu bestimmen,

3) die Beiträge von  tropischen und gemäßigten Regionen auf den globalen Stickstoffhaushalt zu trennen und

4)  die Änderungen der Rate der heterotrophen N2-Fixierung unter zukünftigen Klimawandelszenarien abzuschätzen.