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Die Mikroben, die aus der Kälte kamen

Ao. Univ.-Prof. Dr. Birgit Sattler von der Universität Innsbruck ist Leiterin der Arbeitsgruppe „Team Cyro“ und hat an zahlreichen Forschungsexpeditionen in die Arktis und Antarktis teilgenommen. Die Expeditionen dienen der Beschreibung von Extremhabitaten, in diesem Fall der „Kryosphäre“, die bisher durch die extremen Bedingungen als Lebensraum nicht in Betracht gezogen wurde.
Neben der Erforschung der Extremhabitate ist es das Ziel von Birgit Sattler, Extremregionen wie das Hochgebirge und die Polargebiete als hochsensible und klimarelevante Habitate zu positionieren und somit verstärkt Bewusstseinsbildung zu betreiben. Diese Aufklärungsarbeit richtet sich schwerpunktmäßig auch an die nächste Generation, indem SchülerInnen in die Forschung aktiv (Programm „Junge Uni“ und „Sparkling Science“) involviert werden.

Im Zuge des “Sparkling Science” Projekts “Cave Life” wurde während MARS2013 der L.I.F.E Laser erstmals eingesetzt. Der am Magma White Rover montierte Laser nahm Messungen an verschiedenen Gesteinsproben vor um Spuren von Leben zu entdecken. Nun wurde auch im Labor von Klemens Weisleitner Messungen an Gesteinsproben aus Marokko durchgeführt um die Messungen im Feld zu verifizieren.

L.I..F.E Laser in Aktion L.I..F.E Laser Nahaufnahme

Ansicht des L.I.F.E Systems im Labor. Zwei Laser werden über Spiegel und Linsen durch das Objektiv gelenkt. Die Probe wird zur Fluoreszenz angeregt. Dieses Licht gelangt durch das Objektiv zurück in das L.I.F.E System und wird von einer Kamera erfasst. Das Lasersignal selbst wird durch einen Filter vor der Kamera geblockt. Direkt vor der Kamera spaltet ein Prisma das Fluoreszenzsignal der Probe. Dadurch können unterschiedliche Fluoreszenzsignale nicht nur durch die Stärke der Fluoreszenz sondern auch in ihrer Wellenlängen-charakteristik voneinander unterschieden werden.
Während mit dem grünen Laser (532nm) Pigmente in Cyano-bakterien und Rotalgen nachgewiesen werden kann, regt der blaue Laser Chlorophyll zur Fluoreszenz an. Der große Vorteil dieses Systems liegt in seiner nicht invasiven Anwendung im Feld. Es ist nicht mehr zwingend notwendig, dass Proben aus dem Feld mitgenommen werden müssen. Der logistische Aufwand kann stark reduziert werden und der Lebensraum wird nicht gestört. Die Analyse im natürlichen Lebensraum ist aussagekräftiger als im Labor (Temperaturänderungen etc.).
(c) ÖWF (Klemens Weisleitner)

Birgit Sattler über ihre Forschung:

„Unser Bestreben ist es, die ökologische Relevanz von kalten Extremlebensräumen festzu-legen, um das Bewusstsein dafür mit Zahlen zu unterlegen. Gemeinsam mit Physikern aus den USA und der Universität Innsbruck wurde dazu eine neuwertige nicht-invasive Methode entwickelt, welche es uns ermöglicht, erstmals in sehr hoher Auflösung die mikrobielle Aktivität von vergletscherten bzw. verschneiten Flächen aus der Luft zu quantifizieren. Durch eine Laseranregung aus Flughöhe werden Signale photosynthe-tisch aktiver Pigmente im Eis wieder gesammelt und durch ein erfolgtes Kalibrations-system in Kohlenstoff pro Fläche umgerechnet.
Durch die zunehmende Gletscherschmelze werden mikrobielle Gemeinschaften im Eis aktiver, da mehr flüssiges Wasser für den Kreislauf zur Verfügung steht und somit wie-der Nährstoffe für tiefere Tallagen verfügbar gemacht werden. Dieses System L.I.F.E. (Laser Induced Fluorescence Emission) ist bislang einzigartig und kann über einen Modellhubschrauber gekoppelt mit einem Laser, Spektrophotometer sowie GPS etc. große Flächen scannen und somit die Reaktion der Gletscher auf den Klimawandel registrieren. Gletscher fixieren CO2, sie atmen durch die Algen an der Oberfläche, und die Mikroben können dort Schadstoffe abbauen, daher ist das Monitoring der Gletscher nicht nur bezüglich der Massenbilanz sondern auch der Ökologie äußerst wichtig.
Diese Methode ermöglicht es uns auch erstmalig, kontaminations- und manipulationsfrei arbeiten zu können, was einen enormen Gewinn für die Datenqualität und eine Novität für die ökologische Forschung in vereisten Habitaten darstellt.“

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Schweinderl