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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Mikroben machen Schnee und Regen |
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| | | Bakterien sind einer Studie zufolge veritable "Wettermacher": Sie dienen in den Wolken als Kristallisationskeime, an denen Eiskristalle wachsen können. Diese fallen später als Schnee oder Regen auf die Erde. |
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Dies hat ein Team um Brent Christner von der Louisiana State University bei einer Untersuchung von frisch gefallenem Schnee aus verschiedenen Ländern herausgefunden. In der Antarktis gibt es demnach die wenigsten dieser biologischen Aerosole, im US-Bundesstaat Montana und in Frankreich die meisten.
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Die Studie "Ubiquity of Biological Ice Nucleators in Snowfall" ist im Fachjournal "Science" erschienen (Bd. 319, S. 1214; doi: 10.1126/science.1149757). |
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 Science |
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Lebende Aerosole
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Aerosole sind kleine Schwebstoffe in der Luft. Dies können anorganische Teilchen sein, wie etwa Salze, Staub- und Ascheteilchen - oder biologische Partikel, wie Sporen oder Bakterien. Alle zusammen beeinflussen das Klima, indem sie die Sonneneinstrahlung entweder aufnehmen oder reflektieren und indem sie als Kristallisationskeime die Bildung von Wolken auslösen.
Um herauszufinden, welchen Anteil die biologischen Partikel an den Aerosolen haben, untersuchten die Forscher nun 19 Schneeproben aus unterschiedlichen Regionen der Welt. Im Bild oben demonstriert Studienleiter Brent Christner die adäquate Fortbewegungsform unter Schneebedingungen.
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Schlüsselrolle für Proteine |
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Bei der Wechselwirkung von Bio-Aerosolen und dem Wetter spielen bestimmte Proteine eine Schlüsselrolle, die den Gefrierprozess beeinflussen. Allgemein bekannt sind etwa die Fortschutzproteine, mit denen sich Antarktisfische vor der Kälte schützen. Sie binden Eiskristalle in einer bestimmten räumlichen Anordnung, die verhindert, dass der Kristall weiter wachsen kann.
Das Ergebnis: Der Gefrierpunkt von Wasser sinkt. Es gibt aber auch Proteine, die das genau Gegenteil bewirken, sprich: den Gefrierprozess bei relativ hohen Temperaturen aktiv einleiten. Das ist unter Umständen notwendig, denn reines Wasser gefriert erst bei -40 Grad Celsius spontan.
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Eiweiße fördern die Eisbildung
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Diese Aufgabe erledigen die sogenannten Eisnukleations-Proteine, auf Englisch: "ice nucleation proteins" (INPs). Manche Amphibien- und Reptilienarten nutzen sie, um ihr Blut vor der Überwinterung auf einen Schlag einzufrieren. Das verhindert, dass die Körperzellen durch unkontrollierte Gefrierprozesse aufplatzen.
Mikroben verwenden die INPs unter anderem, um Pflanzen gezielt zu schädigen und deren Infektion zu fördern. Ein Beispiel dafür ist etwa das Bakterium Pseudomonas syringae, das Christner und Kollegen in einer Schneeprobe entdeckt haben (Bild oben).
Christner und Kollegen haben nun Laborversuche durchgeführt, die zeigen: Letztlich sind die INPs dafür (mit-)verantwortlich, dass in der Atmosphäre Eiskristalle wachsen, ohne diese Proteine gäbe es auf der Erdoberfläche deutlich weniger Schnee und Regen.
Wie viel weniger, sei allerdings äußerst schwierig abzuschätzen, schreiben die Forscher in ihrer Studie. Die Untersuchung deute jedenfalls darauf hin, dass Bio-Aerosole in der Atmosphäre sehr verbreitet sind.
[science.ORF.at, 28.2.08]
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Mehr zu diesem Thema in science.ORF.at:
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01.01.2010 |
