{"id":689686,"date":"2026-01-03T08:06:11","date_gmt":"2026-01-03T08:06:11","guid":{"rendered":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/689686\/"},"modified":"2026-01-03T08:06:11","modified_gmt":"2026-01-03T08:06:11","slug":"bremer-forscher-finden-ueberraschende-symbiose-in-klaeranlagen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/689686\/","title":{"rendered":"Bremer Forscher finden \u00fcberraschende Symbiose in Kl\u00e4ranlagen"},"content":{"rendered":"<ul>\n<li>Forschende des Max-Planck-Instituts Bremen entdeckten in Kl\u00e4ranlagen erstmals Endosymbionten in Ciliaten, die Energie durch Denitrifikation aus Nitrat gewinnen.<\/li>\n<li>Einige Endosymbionten, wie Azoamicus parvus, erzeugen als Zwischenprodukt klimasch\u00e4dliches Lachgas, weil ihnen ein Enzym zur vollst\u00e4ndigen Umwandlung zu Stickstoff fehlt.<\/li>\n<li>Die Studie liefert neue Erkenntnisse zu Symbiosen in Kl\u00e4ranlagen, ihrem Einfluss auf Reinigung und Emissionen sowie m\u00f6gliche Parallelen zur Entstehung der Mitochondrien.<\/li>\n<\/ul>\n<p>            Mehr anzeigen<br \/>\n            Weniger anzeigen<\/p>\n<p>Kl\u00e4ranlagen fallen \u2013 wenn \u00fcberhaupt \u2013 durch ihren Geruch auf. Geheimnisvoll wirken sie eher nicht: Abwasser flie\u00dft hinein, sauberes Wasser kommt heraus. Doch zwischen Belebtschlamm, Luftblasen und Reaktorbecken spielt sich ein mikroskopisches Zusammenspiel ab, das jetzt selbst Fachleute \u00fcberrascht hat. Forschende des Max-Planck-Instituts f\u00fcr Marine Mikrobiologie in Bremen haben entdeckt, dass in Kl\u00e4ranlagen auf der ganzen Welt spezialisierte Bakterien innerhalb einzelliger Lebewesen existieren \u2013 und sie beeinflussen nicht nur die Reinigung des Abwassers, sondern auch das Klima.<\/p>\n<p>Entdeckt wurden diese ungew\u00f6hnlichen Partnerschaften in sogenannten Ciliaten, einzelligen Organismen mit Zellkern und spezialisierten Zellbereichen, die mit feinen H\u00e4rchen durchs Wasser gleiten. In ihrem Inneren sitzen Bakterien, sogenannte Endosymbionten. &#8222;Dass Bakterien in Einzellern leben, kennt man&#8220;, sagt Projektleiterin Jana Milucka. &#8222;Aber dass sie dort Energie gewinnen \u2013 \u00e4hnlich wie Mitochondrien in unseren Zellen \u2013 damit hatte niemand gerechnet.&#8220;<\/p>\n<p>Mitochondrien gelten als die Kraftwerke der Zelle. Sie verbrennen Zucker mit Hilfe von Sauerstoff und stellen der Zelle Energie zur Verf\u00fcgung. Die neu entdeckten Endosymbionten machen etwas Vergleichbares \u2013 nur ohne Sauerstoff. Stattdessen nutzen sie Nitrat, eine Stickstoffverbindung, die im Abwasser reichlich vorhanden ist. Fachleute nennen diesen Prozess Denitrifikation: Nitrat wird schrittweise zu gasf\u00f6rmigem Stickstoff umgebaut, der harmlos in die Atmosph\u00e4re entweicht.<\/p>\n<p>F\u00fcr Kl\u00e4ranlagen ist das grunds\u00e4tzlich eine gute Nachricht. Denn Nitrat, das aus D\u00fcngemitteln, Industrie oder Haushalten stammt, w\u00fcrde Gew\u00e4sser belasten. Die Symbionten helfen also bei der Reinigung und versorgen gleichzeitig ihren Wirt mit Energie. F\u00fcr den ist es eine Art Tauschhandel: Nahrung gegen Strom.<\/p>\n<p>\u00dcberraschender Fund im Datenmeer<\/p>\n<p>Auf die Spur kamen die Forscher den Organismen eher zuf\u00e4llig. Erste Exemplare wurden in einem sauerstofffreien See in der Schweiz entdeckt. Das Erbgut der Bakterien lieferte einen genetischen Fingerabdruck \u2013 das sogenannte 16S-rRNA-Gen, das wie ein Barcode funktioniert. Damit durchsuchten Studierende anschlie\u00dfend frei zug\u00e4ngliche Sequenzdatenbanken mit Millionen Eintr\u00e4gen.<\/p>\n<p>Das Ergebnis verbl\u00fcffte das Team: In rund jeder zweiten untersuchten Kl\u00e4ranlage weltweit tauchten die Signaturen dieser Endosymbionten auf \u2013 auch in Anlagen in Deutschland. &#8222;Kl\u00e4ranlagen sind extrem dynamische Systeme&#8220;, sagt Milucka. &#8222;Es wird durchmischt, bel\u00fcftet, abgepumpt. Ganz anders als ein ruhiger See.&#8220; Umso erstaunlicher sei es, dass diese empfindlich wirkenden Partnerschaften dort so stabil existieren.<\/p>\n<p>\n    Doch die Studie, ver\u00f6ffentlicht in der Fachzeitschrift ISME Communications, hat auch eine Schattenseite. Unter den 14 neu identifizierten Symbiontenarten ist eine besonders h\u00e4ufig: Azoamicus parvus. Dieser Art fehlt das letzte Enzym, um das Zwischenprodukt Lachgas weiter zu Stickstoff abzubauen.\n<\/p>\n<p>Lachgas ist kein harmloses Nebenprodukt. Es wirkt rund 300-mal st\u00e4rker als Kohlendioxid auf das Klima und tr\u00e4gt zudem zum Abbau der Ozonschicht bei. Kl\u00e4ranlagen gelten ohnehin als relevante Quelle dieses Gases \u2013 drei bis sieben Prozent der menschengemachten Lachgasemissionen stammen von dort. Dass nun ausgerechnet ein weit verbreiteter Endosymbiont gezielt Lachgas freisetzt, war unerwartet.<\/p>\n<p>Warum die Evolution diesen letzten Schritt abgeschafft hat, ist noch offen. Denkbar w\u00e4re, dass das Gas in der st\u00e4ndig durchl\u00fcfteten und durchmischten Umgebung einer Kl\u00e4ranlage so schnell aus den Zellen entweicht, dass es ihnen nicht schadet. Wenn der Symbiont deshalb ohne das Enzym f\u00fcr den letzten Umwandlungsschritt auskommt, spart er Ressourcen.<\/p>\n<p>Die Entdeckung dieser Symbiose ist somit zum einen praktisch, weil sie hilft zu verstehen, welche Mikroorganismen zur Reinigungsleistung \u2013 und zu unerw\u00fcnschten Emissionen \u2013 beitragen. Zum anderen ist der Befund spannend f\u00fcr die Grundlagenforschung. Die Symbionten sind ein Lehrbuchbeispiel f\u00fcr ein evolution\u00e4res Zwischenstadium: noch keine Zellorganelle, aber auch kein frei lebendes Bakterium mehr.<\/p>\n<p>Dass solche hochspezialisierten Lebensgemeinschaften ausgerechnet in einer menschengemachten Infrastruktur wie der Kl\u00e4ranlage gedeihen, gibt dem Ganzen eine zus\u00e4tzliche Pointe. Moderne Kl\u00e4ranlagen gibt es erst seit etwa 100 Jahren. Trotzdem scheinen sie f\u00fcr die Symbiosepartner ein idealer Lebensraum geworden zu sein.<\/p>\n<p>Ein Blick ins Unsichtbare<\/p>\n<p>Was nun folgt, ist weitere Detektivarbeit im Mikrokosmos. Welche Einzeller dienen diesen Bakterien als Wirte? Wie eng sind Bakterium und Wirt tats\u00e4chlich miteinander verflochten? Und wie gro\u00df ist ihr realer Beitrag zu Lachgasemissionen? Weil sich diese Fragen nicht durch Datenbanken kl\u00e4ren lassen, entnimmt das Team um Milucka Proben aus der Kl\u00e4ranlage Seehausen. Dann konstruieren die Forschenden eine fluoreszierende Sonde, die an die Bakterien andockt. Unter dem Mikroskop lassen sich dann jene Einzeller als Wirte identifizieren, die leuchten. &#8222;Es ist wichtig, dass man Symbiont und Wirt kennt, um deren Co-Evolution zu verstehen&#8220;, sagt Milucka. Vielleicht zeigt sich dabei auch, welche Wirte f\u00fcr jene Bakterien entscheidend sind, die in Kl\u00e4ranlagen das Lachgas produzieren. Dann lie\u00dfen sich eventuell Ver\u00e4nderungen herbeif\u00fchren, von denen das Klima profitiert.<\/p>\n<p>                Zur Sache<\/p>\n<p>Mitochondrien waren urspr\u00fcnglich frei lebende Bakterien, die vor rund zwei Milliarden Jahren von einer anderen Zelle als Nahrung aufgenommen wurden. Statt verdaut zu werden, blieben sie irgendwie im Inneren und lieferten ihrem Wirt Energie \u2013 ein Vorteil f\u00fcr beide Seiten. \u00dcber viele Generationen gaben die Bakterien immer mehr Gene ab, verloren ihre Selbstst\u00e4ndigkeit und wurden fest in die Zelle integriert. Heute k\u00f6nnen Mitochondrien au\u00dferhalb ihres Wirts nicht mehr existieren und gelten als Zellorganelle. Die nun in Kl\u00e4ranlagen entdeckten Endosymbionten gelten bislang nicht als Organellen, zeigen aber eine m\u00f6gliche Parallele: Auch sie leben dauerhaft in ihren Wirten, erzeugen Energie f\u00fcr sie und haben bereits gro\u00dfe Teile ihres Erbguts verloren. \u201eWir sehen hier vielleicht einen Prozess, der dem Weg der Mitochondrien \u00e4hnelt \u2013 nur sehr viel sp\u00e4ter in der Erdgeschichte\u201c, sagt Milucka. F\u00fcr die Forschung sind sie deshalb ein seltenes lebendes Modell, um zu verstehen, wie aus einer lockeren Symbiose Schritt f\u00fcr Schritt ein festes Zellorganell entstehen kann.<\/p>\n<p>                        <a href=\"https:\/\/www.weser-kurier.de\/\" id=\"home\" class=\"button primary-primary font-size-15_1 m-0a customEvent\" data-layer-event-name=\"customEvent\" data-layer-trigger=\"click\" data-layer-category=\"artikelscoring\" data-layer-action=\"startseite_button\" data-layer-label=\"doc83weu63qxr5w8mai4iu\" data-layer-value=\"https:\/\/www.weser-kurier.de\/bremen\/kultur\/1\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Zur Startseite<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Forschende des Max-Planck-Instituts Bremen entdeckten in Kl\u00e4ranlagen erstmals Endosymbionten in Ciliaten, die Energie durch Denitrifikation aus Nitrat gewinnen.&hellip;\n","protected":false},"author":2,"featured_media":689687,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1824],"tags":[2420,3364,29,30],"class_list":{"0":"post-689686","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-bremen","8":"tag-bremen","9":"tag-de","10":"tag-deutschland","11":"tag-germany"},"share_on_mastodon":{"url":"https:\/\/pubeurope.com\/@de\/115830140637963182","error":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/689686","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=689686"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/689686\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/689687"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=689686"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=689686"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=689686"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}