MOSKAU / MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Eine neue Studie hat gezeigt, dass die Salinität des Wassers einen erheblichen Einfluss auf die Struktur und den Stoffwechsel von Diatomeen hat. Diese mikroskopisch kleinen Algen sind nicht nur für die Kohlenstoffbindung von Bedeutung, sondern auch für zahlreiche industrielle Anwendungen.
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Die jüngsten Forschungsergebnisse aus Russland verdeutlichen, wie empfindlich Diatomeen auf Veränderungen der Wassersalinität reagieren. Diese Einzeller, die etwa 20 % des weltweiten Kohlendioxids binden, sind für ihre robusten Silikatschalen bekannt, die in vielen Industrien Anwendung finden. Die Studie zeigt, dass eine erhöhte Salinität die Verbindungen innerhalb des photosynthetischen Apparats schwächt und die Bildung der Zellschale stört.
Durch den Einsatz fortschrittlicher photonischer Methoden konnten die Forscher detaillierte Einblicke in die strukturellen und funktionalen Veränderungen der Diatomeen gewinnen. Diese Methoden, darunter Laserscanning-Mikroskopie und Transmissionselektronenmikroskopie, erlaubten es, die Zellen und ihre subzellulären Strukturen mit hoher Auflösung zu untersuchen.
Besonders bemerkenswert ist die Anpassungsfähigkeit der Diatomeen an unterschiedliche Salinitätsbedingungen. Die Forscher beobachteten, dass bei extremen Salinitätswerten größere Lipidtröpfchen in den Zellen entstehen, die als Energiespeicher dienen und die Zellmembran stabilisieren. Diese Anpassungsmechanismen sind entscheidend für das Überleben der Diatomeen in variierenden Umweltbedingungen.
Die Untersuchung der Energie- und Elektronentransportprozesse innerhalb der Zellen zeigte, dass eine erhöhte Salinität die Effizienz der Energieumwandlung beeinträchtigt. Bei bestimmten Salinitätswerten verlangsamt sich der Energie- und Elektronentransfer, was zu erhöhten Fluoreszenz- und Wärmeverlusten führt.
Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die Pigmente der Diatomeen bei steigender Salinität aktiver werden und Lichtenergie effizienter in Ultraschallvibrationen umwandeln. Diese Erkenntnisse könnten dazu beitragen, die optimalen Wachstumsbedingungen für Diatomeen in Bioreaktoren zu bestimmen, die zur Produktion von biogenen Silikaten und Bioaktivstoffen genutzt werden.
Die Ergebnisse dieser Studie haben nicht nur Auswirkungen auf die industrielle Nutzung von Diatomeen, sondern auch auf das Verständnis ihrer Rolle als Indikatoren für Umweltveränderungen. Diatomeen könnten als biologische Sensoren zur Überwachung der Auswirkungen des Klimawandels auf die marine Biodiversität dienen.
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