Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Mikrobiologen der Universität Wien hat einen neuartigen mikrobiellen Stoffwechselprozess entdeckt, der giftiges Sulfid in sauerstofffreien Umgebungen wie Meeressedimenten und Feuchtgebieten entfernt. Die sogenannten MISO-Bakterien „veratmen“ Eisenmineralien, um Schwefelwasserstoff zu oxidieren, und tragen damit zur Entgiftung und zur Verhinderung von sauerstofffreien „Todeszonen“ in Gewässern bei. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.
Biogeochemische Kreisläufe, die Elemente wie Schwefel, Eisen und Kohlenstoff umwandeln, sind entscheidend für das Klima und die Nährstoffverfügbarkeit der Erde. Mikroorganismen spielen dabei eine zentrale Rolle, indem sie Redoxreaktionen nutzen, um Stoffe wie Schwefelverbindungen oder Eisenmineralien zu verstoffwechseln. In sauerstoffarmen Umgebungen wie dem Meeresboden oder Feuchtgebieten interagieren Schwefel- und Eisenkreisläufe eng miteinander, was die Produktion von Treibhausgasen wie Kohlendioxid oder Methan beeinflusst.
Die Forscher fanden heraus, dass MISO-Bakterien die Reaktion zwischen toxischem Schwefelwasserstoff und Eisen(III)-Oxid-Mineralien nicht nur chemisch, sondern auch biologisch steuern. Dieser Prozess, genannt MISO (Microbial Iron-Sulfide Oxidation), wandelt Sulfid direkt in Sulfat um und produziert dabei Eisenmonosulfid, das für die dunkle Färbung von Sedimenten verantwortlich ist. Im Gegensatz zur chemischen Reaktion ist der mikrobielle Prozess schneller und effizienter, wobei die Bakterien CO2 für ihr Wachstum fixieren – ähnlich wie Pflanzen bei der Photosynthese.
Die Studie zeigt, dass MISO-Bakterien in marinen Sedimenten bis zu sieben Prozent der globalen Sulfidoxidation beitragen könnten, angetrieben durch den Zustrom von reaktivem Eisen aus Flüssen und schmelzenden Gletschern. Verschiedene Bakterien und Archaeen, die in natürlichen und vom Menschen beeinflussten Umgebungen vorkommen, besitzen die genetische Fähigkeit für diesen Prozess. Die Entdeckung unterstreicht die Vielseitigkeit von Mikroorganismen und ihre Bedeutung für globale Stoffkreisläufe, insbesondere in der Reaktion auf Umweltveränderungen wie Klimawandel oder Verschmutzung.
