Sedimentschichten lassen in Vergangenheit & Zukunft blicken

Algen haben nicht nur großen Einfluss auf das natürliche biologische Gleichgewicht. Eine Gruppe von ihnen kann womöglich auch wichtige Informationen zu Klimaveränderungen in der Zukunft liefern. Dabei handelt es sich um die zum Phytoplankton zählende einzellige Meeresalge Emiliania huxleyi, eine Kalkalgen-Spezies. Ein Panzer aus Kalkplättchen, Schalen oder Stäbchen, auch Coccolithen genannt, umhüllt sie. Der Kalkpanzer sinkt nach dem Tod der Alge auf den Meeresboden; dort haben sich über Millionen von Jahren dicke Schichten gebildet. Die Zusammensetzung dieser Sedimentschichten gibt Auskunft über Klima- und Umweltbedingungen der Vergangenheit. Sie ermöglicht es einer neuen Studie zufolge auch, Modelle zu entwickeln, die den Einfluss von Klimaveränderungen vorhersagen.

Emiliana huxleyi gehört zu den etwa 40 000 bekannten Algenarten. Ihr Panzer aus Kalkplättchen, Schalen oder Stäbchen, sogenannte Coccolithen, gibt Aufschluss über vergangene und zukünftige Umweltbedingungen. © André Scheffel, MPI-MP

Dazu hat ein internationales Forscherteam die Kalkbildungsprozesse in der Meeresalge untersucht. Sie identifizierten dabei ein bisher unbekanntes Calcium-Reservoir, das die Bildung der Coccolithen speist. In dem Speicherkompartiment finden sich zudem Elemente, die die Speicherkapazität des Reservoirs erhöhen und verhindern, dass sich bereits dort Kalk bildet. „Die Entdeckung dieser neuen Komponente im Calcium-Stoffwechsel der Alge Emiliania huxleyi eröffnet neue Möglichkeiten, die Coccolith-Bildung zu analysieren und den Einbau von Spurenelementen zu verstehen“, sagt Sanja Sviben vom Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie (MPI-MP) in Potsdam. Sie ist Erstautorin der Studie, die kürzlich im Fachblatt „Nature Communications“ veröffentlicht wurde.

Auf diese Weise lässt sich womöglich der Coccolith-Aufbau mit der Chemie des Seewassers in Zusammenhang bringen und die Wirkung von Umwelteinflüssen auf den Kalkbildungsprozess nachvollziehen. Dadurch wird es nicht mehr nur möglich sein, vergangene Umweltbedingungen zu rekonstruieren, sondern auch Modelle zur Vorhersage klimatischer Veränderungen zu entwickeln. „Unsere Ergebnisse könnten aufklären, wie die Kalkbildung zum Beispiel durch Ozeanversauerung beeinflusst wird und wie sich dieser Prozess an zukünftige Bedingungen anpassen kann“, erläutert André Scheffel (MPI-MP), einer der Leiter des Forschungsteams.