Der Klimawandel verändert das verborgene mikrobielle Nahrungsnetz in Moorgebieten, zeigt eine Studie.

18. März 2024

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von der Duke University

Das bescheidene Torfmoor ruft Bilder einer braunen, matschigen Fläche hervor. Doch es stellt sich heraus, dass es im Kampf gegen den Klimawandel eine Superpower hat.

Seit Tausenden von Jahren haben die Torfgebiete der Welt enorme Mengen an Kohlendioxid aufgenommen und gespeichert, so dass dieses Treibhausgas im Boden und nicht in der Luft bleibt. Obwohl Torfgebiete nur 3% der Landfläche des Planeten einnehmen, spielen sie eine überproportionale Rolle bei der Kohlenstoffspeicherung und halten doppelt so viel wie alle Wälder der Welt.

Das Schicksal all dieses Kohlenstoffs ist angesichts des Klimawandels ungewiss. Und jetzt legt eine neue Studie nahe, dass die Zukunft dieser wichtigen Kohlenstoffsenke zumindest teilweise durch winzige Organismen beeinflusst werden könnte, die oft übersehen werden.

Der größte Teil des Kohlenstoffs in Torfgebieten ist in den schwammigen Schichten von Moosen, lebend und tot, eingeschlossen, die den Boden bedecken. Dort machen es die kalten, wassergetränkten, sauerstoffarmen Bedingungen Pflanzen schwer abzubauen. Dies hält den Kohlenstoff, den sie während der Photosynthese aufgenommen haben, im Boden, anstatt in die Atmosphäre zu gelangen.

Aber steigende globale Temperaturen lassen die Torfgebiete austrocknen und verwandeln sie von Kohlenstoffsenken in potenzielle Kohlenstoffquellen.

Die Auswirkungen des Klimawandels auf winzige Kreaturen, die man Protisten nennt und die unter den Torfmoosen leben, wurde in einer am 3. März in der Zeitschrift Global Change Biology veröffentlichten Studie von einem Team unter der Leitung von Jean Philippe Gibert, Biologieprofessor an der Duke Universität, und dem Doktoranden Christopher Kilner getestet.

Protisten sind nicht nur in großer Zahl vorhanden - insgesamt wiegen sie doppelt so viel wie alle Tiere des Planeten -, sie spielen auch eine Rolle bei der gesamten Bewegung von Kohlenstoff zwischen Torfgebieten und der Atmosphäre.

Denn während sie ums Überleben kämpfen - Essen, Fortpflanzung - nehmen sie auch Kohlenstoff auf und stoßen ihn wieder aus.

Einige Protisten nehmen CO2 aus der Luft auf, um ihr Wachstum zu fördern. Andere Protisten sind Raubtiere, die Stickstoff fixierende Bakterien fressen, auf die die Torfmoose angewiesen sind, um gesund zu bleiben.

In einem Moor in North Minnesota haben Forscher, angeführt vom Oak Ridge National Laboratory, 10 offene Gehege errichtet, die jeweils 40 Fuss im Durchmesser sind und verschiedene globale Erwärmungsszenarien simulieren sollen.

Die Gehege werden auf verschiedenen Temperaturen gehalten, die von keiner Erwärmung bis zu 9 Grad Celsius wärmer als das umliegende Torfgebiet reichen.

Die Hälfte der Gehege wurde in normaler Luft aufgezogen. Die andere Hälfte wurde CO2 ausgesetzt, das mehr als doppelt so hoch ist wie das heutige, was wir erreichen könnten, wenn das Verbrennen von fossilen Brennstoffen unkontrolliert bleibt.

Fünf Jahre nach Beginn des Simulations-Experiments konnte das Team der Duke Universität bereits einige überraschende Veränderungen beobachten.

'Die Protisten begannen sich anders zu verhalten, als wir erwartet hatten', sagte Kilner.

Bei den aktuellen CO2-Werten wurden die meisten der über 200.000 von ihnen gemessenen Protisten bei Erwärmung häufiger. Doch unter erhöhtem CO2 kehrte sich dieser Trend um.

Noch bemerkenswerter ist, dass die kombinierten Auswirkungen von Erwärmung und erhöhtem CO2 zu einer Neuausrichtung der Fressgewohnheiten der Protisten und anderer Merkmale führten, die bekanntermaßen beeinflussen, wie viel CO2 sie während der Atmung abgeben - oder anders ausgedrückt, wie sehr sie selbst zum Klimawandel beitragen.

Es ist unklar, was solche Veränderungen für die zukünftige Fähigkeit von Torfgebieten zur Milderung des Klimawandels bedeuten könnten, aber sie sind wahrscheinlich wichtig.

Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass auch ein vernachlässigter Teil des mikrobiellen Nahrungsnetzes der Torfgebiete dem Klimawandel gegenüber sensibel ist, und das auf eine Weise die 'derzeit in Modellen, die die zukünftige Erwärmung vorhersagen, nicht berücksichtigt wird', sagte Gibert.

Zeitschrifteninformation: Global Change Biology

Zur Verfügung gestellt von der Duke Universität