Exploration of microbial biodiversity in polar glacial ice cores
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die polaren Eisschilde spielen eine herausragende Rolle bei der Beurteilung der Klimaveränderungen über die letzten acht Eiszeiten und könnten auch Informationen zur früheren Umwelt sowie zu Veränderungen der mikrobiellen Gemeinschaften in der Vergangenheit enthalten. Untersuchungen an polaren Eiskernen sind rar und beziehen sich insbesondere auf basale Kernabschnitte, die keine klimatischen Informationen mehr enthalten. Ziel dieses Projektes war es, die mikrobielle Diversität von unterschiedlich altem Eis aus arktischen und antarktischen Bohrkernen vergleichend zu analysieren, um mehr über Diversität und Phylogenie vergangener mikrobieller Gemeinschaften zu erfahren und herauszufinden, ob mögliche Veränderungen der Gemeinschaften in einem Zusammenhang mit klimatischen Variationen stehen. Weiterhin wurde die Lebensfähigkeit und metabolische Aktivität der Bakterien im Eis untersucht werden, um aus biologischer Sicht mehr über das Leben und den Stoffwechsel bei sehr kalten Temperaturen zu erfahren und aus geochemischer Sicht, um die Gasvorkommen im Eis besser bewerten zu können. Für die quantitative und qualitative Erfassung der mikrobiellen Gemeinschaften wurden neben Kultivierungstechniken verschiedene molekularbiologische Methoden und mikroskopische Techniken eingesetzt. Um möglichst wenig des wertvollen Eismaterials zu beanspruchen und eine weitgehend gemeinschaftliche Bearbeitung des Eisprobenmaterials mit unserem Projektpartner zu gewährleisten, wurden insbesondere die Präparations- und Analysemethoden für die speziellen Anforderungen der Eiskernanalytik optimiert. Dieses beinhaltete auch die Etablierung separater Laboratorien und die Anfertigung spezieller Ausstattungen für die unterschiedlichen Prozessschritte in der Eiskernaufarbeitung und -analytik. Des Weiteren entwickelten wir spezifische Primer und Sonden für die qualitative und quantitative PCR Applikationen. Diese Primer und Sonden erkennen spezifisch eine Region der 16S rDNA von Bakterien, deren DNA aus einem im Königin-Maud-Land, Antarktis, gebohrten glazialen Eiskern, (auf ca. 2154 Jahre vor heute datiert) isoliert wurde und deren Vorkommen mit N2O Anomalien in glazialen Eiskernen zusammenhängen könnte.
