Das Projekt "Quantifizierung der Methanemissionen bei Rindern mit Hilfe des fäkalen Biomarkers Archaeol (MethanA)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Tierzucht und Tierhaltung durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Evaluierung einer indirekten Methode zur Bestimmung der Methanproduktion über Archaeol im Kot von Rindern. Bei Archaeol handelt es sich um ein Membranlipid, welches sich in der Zellmembran der meisten Archaeen nachweisen lässt. Zu den Archaeen zählen auch die methanogenen Mikroorganismen im Vormagensystem von Wiederkäuern, weshalb der fäkale Archaeolgehalt mit der Ausscheidung von Methan in Beziehung steht und einen interessanten Umweltindikator darstellt. Zunächst soll die Beziehung zwischen Archaeolkonzentration und Methanproduktion überprüft werden. Hierfür kann auf eingelagerte Kotproben und Methanmessungen aus vorangegangenen Dummerstorfer Respirationskammerversuchen zurückgegriffen werden. Anschließend sollen Kotproben von Tieren der Karkendamm-Herde gesammelt und analysiert werden. Bei wiederholter Beprobung wäre es so möglich, erstmals Wiederholbarkeiten für die tierindividuelle Archaeolausscheidung unter Praxisbedingungen im Liegeboxen-Laufstall zu schätzen und Umweltfaktoren mit einem Effekt auf die Archaeolkonzentration im Kot zu identifizieren. Dies würde erste Hinweise darauf liefern, inwieweit die Archaeol- bzw. Methanausscheidung erblich bedingt ist. Des Weiteren ist geplant, Korrelationen zwischen der Archaeolausscheidung als Indikator für den Methanausstoß und anderen züchterisch bedeutsamen Merkmalen zu schätzen, um so den Handlungsspielraum für tierzüchterische Maßnahmen zur Emissionsminderung besser abschätzen zu können.
Das Projekt "Methan in marinen gashydrathaltigen Sedimenten - Umsatzraten und Mikroorganismen - Vorhaben: Identifizierung methanotropher Gemeinschaften - Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Fachbereich 5 Geowissenschaften durchgeführt. Ein zentraler Prozess des globalen Methankreislaufs ist der mikrobielle Umsatz von Methan in marinen Sedimenten. An methanreichen Standorten wie über Gashydrat und an submarinen Schlammvulkanen kontrollieren Gemeinschaften neu entdeckter methanotropher Mikroorganismen fast vollständig die Emission von Methan. Ziele des Projektes MUMM sind: - In-situ-Quanitfizierung mikrobieller Umsatz- und Transportprozesse in methanreichen GeoBio-Systemen - Experimentelle Untersuchung von Regulationsfaktoren zum Methanumsatz und zum mikrobiellen Wachstum in Bioreaktoren - In-situ-Identifizierung von Biodiversität und räumlicher Verteilung methanzehrender Mikroorganismen unter Einsatz von diagnostischen organischen Molekülen und Nukleotidsequenzen - Untersuchung von Schlüsselenzymen und metabolischen Fähigkeiten anaerober Methanoxidierer Ergebnisse: - In der ersten Phase des MUMM-Projektes (Methan in marinen gashydrathaltigen Sedimenten - Umsatzraten und Mikroorganismen) wurden Umsatzraten und Mikroorganismen weitgehend mit ex-situ-Methoden untersucht. Neben Tiefsee-Methanquellen im Golf von Mexiko, am Hydrate Ridge vor Oregon und am arktischen Schlammvulkan Haakon Mosby wurden verschiedene andere gashaltige Sedimente in Küstenbereichen wie dem Wattenmeer untersucht. Die Identifizierung einer größeren Vielfalt methanotropher Archaeen und sulfatreduzierender Bakterien gelang. Der Vergleich von AOM-Raten zeigte, dass an Tiefseestandorten mit hohem Methanfluss die Methanumsatzraten um zwei bis drei Größenordnungen höher waren als an Standorten mit geringem Methanfluss. An Lokationen mit hoher Freisetzung an Methan, an denen Methan gleichzeitig die einzige Kohlenstoffquelle darstellt, sind AOM und Sulfatreduktion (SRR) eng aneinander gekoppelt und das stöchiometrische Verhältnis zwischen Sulfatreduktion und Methanoxidation wird deutlich. An Standorten mit Erdölfreisetzung ist die Sulfatreduktion von der AOM, die anteilig nur noch weniger als 10% zur Sulfatreduktion beiträgt, entkoppelt (z. B. im Guaymas-Becken, an einigen der Austrittsstellen im östlichen Mittelmeerraum und im Golf von Mexiko). An Standorten mit hoher AOM oberhalb von dissozierenden Gashydraten und hoher Gasaustritte ist Sulfat der limitierende Faktor und wird im Bereich von 1-3 cm unterhalb der Sedimentoberfläche aufgezehrt. Eine maßgebliche Minderung der AOM wurde beobachtet, wenn die Sulfatkonzentration in Bereiche unter 3 mM absank. Eine ausgeprägte laterale Heterogenität der AOM an Standorten mit Gasaustritt ist typisch, die durch eine instationäre Gasinjektion, die inhomogene Verteilung von Gashydraten, ausgefällte Karbonate und Bioturbations-Prozesse hervorgerufen wird. Die Untersuchung von AOM-Matten von Gasquellen im Schwarzen Meer hat weitere Belege für die direkte Beziehung zwischen AOM und der Bildung von Karbonatausfällungen erbracht. (Text gekürzt)