von Herrn Reinhard Wilms - ICBM

EINLEITUNG
Profile über mehrere Jahrzehnte und über mehreren Metern Tiefe aufbauen können (Böttcher
et al., 2000).
Da die sulfatreduzierenden Prokaryoten und die methanogenen Archaeen zum Großteil
dieselben Elektronendonatoren nutzen (Schimel, 2004), haben Sulfatreduzierer einen
energetischen Vorteil gegenüber den Methanogenen und können diese auskonkurrieren.
Dadurch kommt es zu einer Schichtung der Sulfatreduzierer oberhalb der methanogenen
Archaeen. Diverse Arbeiten konnten aber zeigen, dass beide Prozesse auch simultan auftreten
können (Oremland & Taylor, 1977; Oremland & Polcin, 1982). Diese Koexistenz beider
physiologischer Gruppen ist aber eher untergeordnet zu sehen, wenn es um eine Bilanzierung
der Stoffwechselaktivitäten geht. So sind z. B. größere Mengen an Methan nur dort zu
detektieren, wo Sulfat verbraucht worden ist und somit zum limitierenden Faktor für die
Sulfatreduzierer wird. Erste nähere Untersuchungen dieser physiologischen Gruppen ergaben,
dass Sulfatreduzierer in den ersten 20 cm des Wattenmeersedimentes nur einen Anteil von
20 Prozent an der Gesamtanzahl der Bakterien haben (Llobet-Brossa et al., 2002). Somit ist
der weitaus größere Teil der Bakteriengemeinschaft von fermentativ lebenden Bakterien
geprägt, deren Vielfalt noch nicht weiter untersucht wurde (Schink, 2002). Thomsen et al.
konnten in einem nahegelegenen marinen Küstenhabitat der Aarhus Bay mit
molekularbiologischen Methoden zeigen, dass Sulfatreduzierer und auch methanogene
Archaeen noch in mehreren Metern Tiefe vorkommen (Thomsen et al., 2001). Dabei sind
Methanogene molekularbiologisch sehr viel einfacher nachzuweisen als sulfatreduzierende
Bakterien, da die physiologische Diversität der Archaeen gegenüber der der Bakterien
deutlich geringer ist (Madigan et al., 2003). Dennoch sind sämtliche Untersuchungen der
„subsurface“ des Wattenmeeres noch auf molekularbiologische Untersuchungen angewiesen,
da zwar erste Kultivierungsansätze erfolgreich waren (Köpke et al., 2005), sich aber z. B.
bisher keine Archaeen kultivieren ließen.
1.4 Gezielte Detektion von sulfatreduzierenden Prokaryoten und
methanogenen Archaeen
Für eine molekularbiologische Quantifizierung sulfatreduzierender Prokaryoten und
methanogener Archaeen versucht man, Gene von Schlüsselenzymen der jeweiligen
physiologischen Prozesse zu detektieren. Für die Sulfatreduktion ist das die dissimilatorische
Sulfit Reduktase (dsr) und für die Methanogenese die Methyl Coenzym M Reduktase (mcr).
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