Das Ausweiten von Bio in Bio-Geochemie: Cyanobakterien und die große Sauerstoffkatastrophe

• Antragstellerin: Dr. Michelle Gehringer
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie ; Paläontologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 276888694

Die große Sauerstoffkatastrophe, die zum Erscheinen von Sauerstoff in Gewässern und Atmosphäre der Erde geführt hat, wird als eine Umweltveränderung angesehen, die vor 2,3 Milliarden Jahren stattfand. Neue Erkenntnisse deuten darauf hin, dass es auch vorher (ca. 3 Milliarden Jahre) bereits Nischen mit erhöhten Sauerstoffanteilen gab. Cyanobakterien werden aufgrund Ihrer Fähigkeit zur oxidativen Photosynthese als Schlüsselorganismen für die frühe Sauerstoffentwicklung in der Atmosphäre angesehen. Funde von Stromatolithen und Sedimentgestein belegen ein Vorkommen von Cyanobakterien bereits im Archäikum. Mit Hilfe von phylogenetischen Analysen, basierend auf Multigenanalysen an modernen Vertretern und molecular-clock Algorithmen, konnten die Ursprünge der Cyanobakterien berechnet werden. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass diese mit der Sauerstoffkatastrophe einhergehen, allerdings auch deutlich älter sein können. Ob moderne Signaturmoleküle und Profile, wie sie in der Bio-Geochemie und Geo-Mikrobiologie verwendet werden, tatsächlich von Cyanobacterien verursacht worden sein können, wurde noch nicht untersucht. In unserem Projekt möchten wir dieser Frage nachgehen und untersuchen wie moderne Abkömmlinge der ursprünglichen Cyanobakterien unter Bedingungen, die denen des Archäikums nachempfunden sind wachsen können. Die Untersuchungen sollen sowohl an marinen als auch an Süßwasserorganismen durchgeführt werden und in Bezug zu mineralogischen Daten aus bio-geochemisch datierten Karbonat und Eisenkreisläufen gestellt werden. Unser Ziel ist es bereits existierende Informationen der Bio-Geochemie und der Cyanobakterien Phylogenetik, mit ökophysiologischen Studien und mineralogischen Analysen zu verknüpfen, um der grundlegenden Frage auf den Grund zu gehen, wie Cyanobakterien die Sauerstoffbildung in der Atmosphäre beeinflusst haben.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1833: Building a Habitable Earth