Analysis of C-isotope signatures of iron- and sulfur-metabolizing anoxygenic phototrophic bacteria from modern lakes to understand biogeochemical cycling of carbon, iron and sulfur in ancient environments.

• Antragstellerin: Dr. Nicole Posth
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 206326399

Anoxygene phototrophe Bakterien, die Schwefel (S) und Eisen (Fe) als Elektronendonor metabolisch umsetzen und damit CO2 zu Biomasse reduzieren, werden erforscht, um die Interaktionen zwischen Mineralen, Bakterien und Hydrosphäre zu erschließen. Der Einfluss verschiedener Fixierungswege für Kohlenstoff (C) auf C-Isotopensignaturen unterschiedlicher Stämme anoxischer phototropher Mikroorganismen wurde bisher nur zum Teil untersucht. In natürlichen Mischkulturen werden verschiedene C-Fixierungswege verwendet. Es ist nicht bekannt, ob die Zusammensetzung der C-Isotope, so wie sie in situ gemessen wird, durch eine dominante Spezies bestimmt wird, oder ob die resultierende Signatur durch Einfluss aller Spezies entsteht. Ebenso ist unbekannt, wie die mikrobielle Diagenese das endgültige C-Isotopenverhältnis beeinflusst, so wie es in Wassersäule, Sediment und im Gesteinsarchiv gemessen wird. Eine Kombination von Labor- und in situ-Experimenten in den Modellseen La Cruz (Spanien) und Cadagno (Schweiz) soll das Potential für den Erhalt von C-Isotopensignaturen in der Biomasse anoxygener phototropher Mikroorganismen ermitteln, 1. durch C-Fixierung unter verschiedenen Fe- und S-Konzentrationen, sowie unter C-Limitierung, 2. durch Vergleich von Reinkulturen mit natürlichen Mischkulturen und 3. nach mikrobieller Diagenese in Verbindung mit dem Fe- und S-Kreislauf. Abschließend sollen die Resultate mit aktuellen Studien verglichen werden, die eine Diagenese durch den Einsatz von erhöhter Temperatur und Druck simulieren und das Gesteinsarchiv untersuchen. Das geologische C-Archiv enthält vermutlich den Schlüssel zu Fragen über die Evolution von Atmosphäre und Hydrosphäre und deren Zusammenhang mit der Lebensentwicklung auf der Erde. Die Analyse der mikrobiellen C-Isotopen könnte dieses C-Archiv entschlüsseln und unser Verständnis darüber erweitern, wie Organismen die Geosphäre formen und was für Anzeichen für Leben existieren, sowohl auf der Erde als auch auf anderen Planeten.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Dänemark
• Gastgeber: Professor Donald E. Canfield, Ph.D.