Bakterien als Baumeister und Ökosystem-Ingenieure

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Somit ist weniger die EPS-Quantität als ihre Qualität ausschlaggebend. Diese verändert sich mit den Umgebungsparametern, dem physiologischen Zustand der produzierenden Zelle und der Art des Organismus. So konnte gezeigt werden, dass sich bei Nährstoffzugabe die EPS-Konzentration zwar erhöht, aber sich auch die Zusammensetzung der Gemeinschaft ändert. Das hatte ganz unterschiedliche Folgen für die Stabilität. In reinen Kulturen profitierten Bakterien von der Nährstoffzugabe und die Stabilität erhöhte sich in Folge signifikant gegenüber Bakterienkulturen ohne Nährstoffzugabe. In Bakterien/Algen-Mischkulturen dominierten nach der Nährstoffzugabe bald Kieselalgen, was die Gesamt-Stabilisierungsleistung herabsetzte [3]. Dennoch ist die Biostabilisierung im Allgemeinen am höchsten in natürlichen Biofilmen aus Mikroalgen und Bakterien und dies in einem Maße, das nicht erwartet wurde [5].

Blick in die Zukunft

Für die alltägliche und im Ausnahmezustand (z.B. Hochwasser) nötige Bewirtschaftung von Wasserstrassen ist die präzise Vorhersagbarkeit des Sedimenttransportes von immenser Wichtigkeit. Bis dato werden Sedimenttransportmodelle verwendet und weiterentwickelt, die sich auf rein physikalische Parameter wie Korngrößen stützen. Die Biologie wurde bislang nicht berücksichtigt, obwohl das natürliche Sediment nicht als reine Sieblinie vorliegt, sondern durch mikrobielle EPS in seinen Charakteristika beeinflusst wird. Durch die biologische Aktivität entstehen Flocken unterschiedlicher Größe, Form und Stärke und deren Charakteristika sind entscheidend, nicht nur für die Erodierbarkeit von Sedimenten, sondern auch für ihren Weitertransport (Länge der Strecke) und ihre Ablagerung (Depositionsort). Die vorliegenden Untersuchungen unterstreichen die Wichtigkeit, Interaktionen und Rückkopplungsmechanismen zwischen Biologie und Physik in mathematischen Modellen einfließen zu lassen, um zu realistischeren Vorhersagen des Sedimenttransportes zu kommen. Ähnliches gilt für die an den Sedimenttransport gekoppelten Schadstoffmodelle, die im Labor ermittelte Absorptions- und Desorptionsprozesse berücksichtigen. Natürliche Schwankungen der biologischen Einflussgrößen, die maßgeblich Bindung und Bioverfügbarkeit variieren lassen, können bislang nicht berücksichtigt werden. Wie in vielen Forschungsgebieten, ist auch hier die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Mikrobiologen, Ökotoxikologen, Chemikern und Ingenieuren von großer Wichtigkeit, um die komplexen Vorgänge zu verstehen und im Modell abzubilden.

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