von Bert Engelen ; Katja Ziegelmüller ; L. Wolf ; Beate Köpke ; Antje Gittel ; T. Treude ; S. Takagawa ; F. Inagaki ; M. A. Lever ; B. O. Steinsbu ; Heribert Cypionka
Advektiver Transport von Porenwasser in sandigen Sedimenten ermöglicht die Versorgung mikrobieller Gemeinschaften mit Substraten. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde gezeigt, dass Sulfatreduzierer (SRB) in mehreren Metern tiefen Sandwattsedimenten abundant und physiologisch aktiv sind. Ein Großteil der kultivierten und quantifizierten SRB konnte zwei phylogenetischen Gruppen innerhalb der Deltaproteobacteria zugeordnet werden. Viele Vertreter dieser beiden Gruppen sowie die gewonnenen Isolate können ein breites Spektrum organischer Substrate als Energie- und Kohlenstoffquellen nutzen sowie fermentativ wachsen. Neben der hohen Abundanz von metabolisch vielfältigen SRB deuteten zeitliche Änderungen der Sulfatkonzentration sowie erhöhte Gesamtzellzahlen und Sulfatreduktionsraten darauf hin, dass Porenwasser und metabolische Produkte in tiefe Sedimentschichten transportiert werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass tiefe, sandige Sedimente potenzielle 'Hot Spots' mikrobieller Aktivität sind und signifikant zum Abbau organischen Materials und den Nährstoffkreisläufen in tidalen Ökosystemen beitragen können. <dt.>
Enhanced pore water exchange facilitates the transport of pore water to deep, sandy sediments and may provide microbial communities with usable substrates. In this thesis sulfate-reducing bacteria (SRB) were shown to be highly abundant and metabolically active in down to 5 meters depth of a tidal sand flat (German Wadden Sea). The majority of the isolated and quantified SRB were members of two widely distributed phylogenetic groups within the Deltaproteobacteria. Many cultured representatives as well as the isolates from this study are able to utilize a broad spectrum of organic substrates as electron and carbon sources. They can also grow by fermentation and therefore probably gain sufficient energy to survive under these uncomfortable conditions. The high abundance of SRB, seasonal changes in pore water sulfate, elevated cell numbers and activity of SRB supported the hypothesis that pore water and metabolic products are transported to deep sediments. In conclusion, deep sediments of tidal sand flats were shown to be potential 'hot spots' of microbial activity and have a remarkable impact on organic matter degradation and recycling of nutrients. <engl.>
