Bedeutend für Wasser, Klima, Energiewende: Methanothermobacter ist Mikrobe des Jahres 2021
04.02.2021
Die Mikrobe des Jahres 2021 produziert Biogas – und könnte damit einen Beitrag zur Energiewende leisten. Methanothermobacter und seine Verwandten tragen zudem zur Abwasserwasserreinigung bei und sichern damit unsere Trinkwasserversorgung. Ihre zunehmende Aktivität in Böden, Gewässern und Nutztieren ist gleichzeitig eine Warnung vor menschengemachten Einflüssen auf das Klima. Diesen für die Umwelt und unser Klima so bedeutenden Mikroorganismus wählte die Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM) zur Mikrobe des Jahres 2021.
In einer Kläranlage fanden Forscher 1972 diesen überraschenden Organismus, der heiße Temperaturen um 65° Celsius bevorzugt und keinen Sauerstoff verträgt. Methanothermobacter gehört zu den Archaeen – einzelligen, sehr ursprünglichen Lebewesen mit außergewöhnlichen Stoffwechselformen.
Dabei ist Methanothermobacter äußerst genügsam: Er lebt nur von Wasserstoff (H₂), Kohlenstoffdioxid (CO₂) und wenigen Spurenelementen. Mit Hilfe von 200 Genen und nur in Sauerstoff-freier Umgebung gewinnt er die für sein Wachstum nötige Energie und bildet dabei Methan (CH₄). Das ist chemisch nichts anderes als Erdgas – nur eben biologisch produziert.
Biogas-Produzent
Methanothermobacter kann zu erstaunlich hohen Zellkonzentrationen wachsen. Der Organismus wird daher bereits genutzt, um „grünes“ Methan im industriellen Maßstab herzustellen. Grundlage sind dabei Wasserstoff, der bei der elektrolytischen Spaltung von Wasser gewonnen wird, und im Überfluss vorhandenes CO₂ aus Verbrennungs- und Industrieprozessen.
Das bereits in ersten Produktionsanlagen angewandte Verfahren wird als „Power-to-Gas“ bezeichnet. Das gut speicherbare mikrobiell hergestellte Methan könnte einen wichtigen Schritt zu einer Energiewende darstellen, die von fossilen Rohstoffen unabhängig ist.
Sauberes Trinkwasser dank methanogener Mikroben
In Kläranlagen werden jährlich riesige Abwassermengen gereinigt und dem Wasserkreislauf zugeführt, aus dem wir unser Trinkwasser gewinnen. Vor allem Mikroorganismen (Bakterien, Archaeen, Pilze und Protozoen) bauen organische Verunreinigungen (Proteine, Lipide, Zucker) zu einfachen Verbindungen ab und klären so unser Abwasser. Die letzte Abbaustufe findet im Faulturm statt, in dem Methanothermobacter und Verwandte leben.
Sie bilden ein Faulgas aus Methan, CO₂ sowie etwas H₂ und Schwefelwasserstoff (H₂S), das zur Stromerzeugung genutzt oder gereinigt in das Erdgasnetz eingespeist werden kann. In manchen Regionen Afrikas nutzen Menschen die mikrobielle Reinigungswirkung aus Erfahrung: Sie werfen ein totes Weidetier in neu gebaute, recht einfache Kläranlagen. Denn in den Mägen der Kühe, Ziegen oder Schafe leben unzählige methanogene Mikroben, die so die Anlage „beimpfen“ und für eine gute Wasserreinigung sorgen.
Warner des Klimawandels
In den spezialisierten Mägen der Wiederkäuer helfen Bakterien und Archaeen beim Verdau von Gräsern – und methanogene Mikroorganismen unterstützen dies unter Bildung von Methan. Damit trägt die intensive Weideviehzucht zur weltweit steigenden Produktion des Klimagases Methan bei. Auch in den riesigen bewässerten Reisfeldern setzen methanogene Mikroben Klimagase frei.
Viel organischer Kohlenstoff ist zudem in Dauerfrostböden gebunden, in den Polargebieten und im Hochgebirge. Tauen sie durch die Klimaerwärmung auf, werden Mikroben aktiv und bauen biologisches Material ab. Das daraus freigesetzte Methan beschleunigt als starkes Klimagas in der Atmosphäre den Klimawandel. Noch verharrt etwa ein Viertel der Landfläche der Nordhalbkugel im Jahrtausende alten Permafrost; dort dürfte mehr Kohlenstoff gespeichert sein als in der Erdatmosphäre. Die vermehrte Aktivität von Methanothermobacter und ähnlichen Mikroben ist ein Warnsignal für unser Klima.
Über die Mikrobe des Jahres
Die Mikrobe des Jahres weist auf die bedeutsame Rolle der Mikroorganismen für die Ökologie, Gesundheit, Ernährung und Wirtschaft hin. Mikrobiologen der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM) wählen sie jedes Jahr aus, um auf die Vielfalt der mikrobiologischen Welt aufmerksam zu machen.
Die VAAM ist Gründungsmitglied im VBIO und vertritt über 3200 mikrobiologisch orientierte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Forschung und Industrie. Die Bandbreite der Forschung reicht von Bakterien, Archaeen und Pilzen in allen Ökosystemen und in Lebensmitteln über Krankheitserreger bis hin zu Genomanalysen und industrieller Nutzung von Mikroorganismen, ihren Enzymen und Stoffwechselprodukten.
Weitere News und Artikel
24.07.2024
Fachartikel
Innovative Lösungen aus dem Funke-Baukasten
Modernes Regenwasserkonzept für neues Betriebsgelände von Nüßing
Aufgrund der anfallenden Menge an Niederschlagswasser und mit Blick auf behördliche Auflagen hat die Alois Nüßing GmbH & Co.KG beim Umzug …
19.07.2024
News
Kanalgipfel 2024: Aussteller Acquaint
Die Entwässerungssysteme unserer Städte sind ein wesentlicher Bestandteil des kommunalen Anlagevermögens. Die große Zukunftsaufgabe, vor der viele Kommunen stehen, besteht in einer fundierten technischen …
19.07.2024
News
Kanalgipfel 2024: Pflichtaufgabe Abwasser – eine Chance für strategische Partnerschaften
Die Entwässerungssysteme unserer Städte sind ein wesentlicher Bestandteil des kommunalen Anlagevermögens. Die große Zukunftsaufgabe, vor der viele Kommunen …
19.07.2024
News
Ein leistungsstarkes Trio
VibroDrill-Vibrationsbohrgeräte von terra infrastructure
Mit der neuen Serie VibroDrill VD 50, 100 und 150 erobert die terra infrastructure GmbH derzeit den Markt für Vibrationsbohrgeräte. Dank modernster Technik setzen …
17.07.2024
Fachartikel
Hachenburg setzt auf eine nachhaltige Kanalinfrastruktur
Bau eines 2.800 m langen Verbindungssammlers mit FABEKUN®
Dass man gemeinsam stärker ist, zeigt sich im rheinland-pfälzischen Hachenburg derzeit gleich an zwei Beispielen. Um eine mehr …
16.07.2024
News
Kanalgipfel 2024: Aussteller WIEDEMANN enviro tec
Die Entwässerungssysteme unserer Städte sind ein wesentlicher Bestandteil des kommunalen Anlagevermögens. Die große Zukunftsaufgabe, vor der viele Kommunen stehen, besteht in einer fundierten …
16.07.2024
News
Weitergehende Aufbereitungsanlage im Wasserwerk Hengsen geht in Betrieb
Um die Trinkwasserqualität zu sichern und auch in Zukunft in der Ruhr vorkommenden Spurenstoffen entgegenzuwirken, hat die Wasserwerke Westfalen GmbH (WWW) eine weitergehende …
15.07.2024
News
Kanalgipfel 2024: Nutzung von Wärme aus Abwasser in den Kanälen der Stuttgarter Stadtentwässerung
Die Entwässerungssysteme unserer Städte sind ein wesentlicher Bestandteil des kommunalen Anlagevermögens. Die große Zukunftsaufgabe, vor der viele …
12.07.2024
News
Naturnahe Umgestaltung der Lippe mit Schwimmbagger in Datteln-Ahsen
Ab dieser Woche setzt der Lippeverband in Datteln-Ahsen einen Schwimmbagger ein, um die Ufer- und Auenlandschaft der Lippe auf einer Länge von etwa 400 Metern naturnah umzugestalten …
11.07.2024
News
Kanalgipfel 2024: Aussteller APX10
Die Entwässerungssysteme unserer Städte sind ein wesentlicher Bestandteil des kommunalen Anlagevermögens. Die große Zukunftsaufgabe, vor der viele Kommunen stehen, besteht in einer fundierten technischen und …
10.07.2024
News
Kanalgipfel 2024: CO2-Emissionen bei der Kanalsanierung– Ermittlung und Konsequenzen
Die Entwässerungssysteme unserer Städte sind ein wesentlicher Bestandteil des kommunalen Anlagevermögens. Die große Zukunftsaufgabe, vor der viele Kommunen …
10.07.2024
News
Davon profitieren alle
terra infrastructure kooperiert mit den Werkstätten der Lebenshilfe Heinsberg
Es ist eine besondere Art der Kooperation, die die terra infrastructure GmbH mit den Werkstätten der Lebenshilfe Heinsberg e.V. geschlossen hat. …
Kontakt
Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland e.V. - VBIO
Dr. Kerstin Elbing
Geschäftsstelle Berlin des VBIO
Luisenstraße 58/59
10117 Berlin
Deutschland
Telefon:
+49 30 27891916