Paläothermometer verbessert: Schweizer Seen als Modellsystem

Einen wichtigen Beitrag bei der Rekonstruktion vergangener Umweltbedingungen leisten Überreste von Bakterien in den Sedimenten von Seen. Spezielle Zellfragmente, sogenannte Membranlipide, lassen Rückschlüsse auf die Temperaturgeschichte zu. Ein Team um Prof. Moritz Lehmann und Dr. Helge Niemann vom Departement Umweltwissenschaften der Universität Basel hat nun eine ganz bestimmte Klasse von klimasensitiven Lipiden in 36 alpinen Seen untersucht.

Ihr Nutzen für die Klimarekonstruktion ist schon länger bekannt, doch war ihr biologischer Ursprung noch ungeklärt. Die Verwendung der Lipide als Temperaturanzeiger blieb daher problematisch. «Zuerst nahmen wir an, dass diese bakteriellen Lipide hauptsächlich aus Böden stammen und über Flüsse in die Seesedimente gelangen. Doch dann gab es immer mehr Hinweise, dass sie auch im Seewasser gebildet werden», erklärt Lehmann. Das Forschungsprojekt hatte deshalb zum Ziel, die Ökologie der unbekannten Bakterien zu charakterisieren.

Methanspur deutet auf See hin

Im Zentrum der Untersuchungen stand der Luganersee, der aufgrund seiner speziellen Schichtung und der grossen Tiefe ein ausgezeichnetes Modellsystem bietet. «Anhand von Isotopenanalysen konnten wir aufzeigen, dass diese bakteriellen Lipide hauptsächlich im kalten Tiefenwasser des Sees gebildet werden — nämlich dort, wo es kaum mehr Sauerstoff hat, dafür aber jede Menge des Treibhausgases Methan», so Dr. Yuki Weber, Erstautor der Studie. Die Resultate aus dem Luganersee konnten die Wissenschaftler sodann mit ähnlichen Messungen aus 35 anderen alpinen Seen bestätigen.

Neben Lipidanalysen setzten die Forscher auch molekularbiologische Methoden ein. Diese erlaubten es, die bakterielle Diversität in den verschiedenen Wassertiefen des Luganersees zu erfassen. Das Forscherteam hat damit erstmals nachgewiesen, dass die für die Klimaforschung wichtigen Lipide von unterschiedlichen Bakterien, in unterschiedlichen Wassertiefen und unter stark unterschiedlichen Umweltbedingungen produziert werden.