Bakterien mit Appetit auf Metall

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Kalifornische Mikrobiologen haben Bakterien entdeckt, die sich von Metall ernähren. Über deren Existenz war lange spekuliert worden, nun wurde sie zufällig belegt. Jared Leadbetter, Professor für Umwelt-Mikrobiologie am California Institute of Technology (CalTech), hatte für ein anderes Experiment mit dem Metall Mangan gearbeitet.

Rest im Glas

Als Reste davon in einem Glas mit Leitungswasser zusammentrafen und er es in seiner Abwesenheit für einige Monate stehen ließ, bildete sich ein schwarzes Material, das sich als Manganoxid herausstellte. Gemeinsam mit Postdoktorand Hang Yu fand Leadbetter heraus, dass das Metall durch Bakterien oxidiert war. Die Mikro-Bakterien verwerten das in Mangan enthaltene Metall zu Kalorien. Die Bakterien befanden sich wahrscheinlich im Leitungswasser.

Dass Manganoxide durch Mikroorganismen entstehen und Trinkwasserleitungssysteme deshalb verstopfen, sei zwar schon bekannt gewesen, "doch wie und weshalb dieses Material entsteht, war ein Rätsel", so Leadbetter. Einige Organismen entziehen dem Grundwasser Schadstoffe, indem sie unter anderem Manganoxid "reduzieren", an das sie Elektronen abgeben.

Überall Manganoxid

An dieser Stelle scheinen die neu entdeckten Bakterien ihre Rolle im Ökosystem einzunehmen: Da sie Manganoxid produzieren können, versorgen sie andere Mikroben mit dem, was sie zur Wasserreinigung benötigen. Die Untersuchungen zeigten außerdem, dass Bakterien mittels Mangan auch Kohlendioxid in Biomasse umwandeln. "Eine wunderbare Eigenschaft von natürlichen Mikroben ist, dass sie unwahrscheinliche Materialien wie Metall metabolisieren können und sich auf diese Weise Energie beschaffen, die für die Zelle nützlich sind", erklären Leadbetter und Postdoktorand Hang Yu.

Verwandte dieser Mikroorganismen sollen im Grundwasser leben. "Es gibt sehr viel umwelttechnische Literatur zu Trinkwasserverteilungssystemen, die durch Manganoxide verstopft werden", erklärt Leadbetter. "Doch wie und weshalb dieses Material entsteht, war ein Rätsel. Natürlich haben viele Forscher vermutet, dass Bakterien, die aus Mangan Energie beziehen, dafür verantwortlich sein könnten, aber bis jetzt gab es dafür noch keine Beweise."

Metallknollen ernten

Ein Großteil des Meeresbodens ist von Manganknollen bedeckt. Das sind runde Metallkugeln, so groß wie Grapefruits, die bis zu 27 Prozent aus Mangan bestehen. Da sich darin außerdem seltene Metalle befinden können, werden immer mehr der Knollen von Unternehmen abgebaut. Da nicht viel über ihre Funktion bekannt ist, könnte die Entdeckung der Bakterien auch hier zu Aufschlüssen führen.

Der Fund unterstreiche die Bedeutung, mehr über maritime Manganknollen zu erfahren, ehe sie alle abgeschöpft werden, erklärt Hang Yu. Das Paper von Jared Leadbetter und Hang Yu erschien Mitte Juli im Journal "Nature".

(bsc)