Bakterien verringern Freisetzung von Methan durch Termiten

Melbourne (Australien) - Beim Abbau von Zellulose setzen Kühe Methan frei, das als Treibhausgas zur Klimaerwärmung beiträgt. Aber auch Termiten produzieren bei der Verdauung von Holz oder Gras mit Hilfe spezialisierter Darmmikroben große Mengen an Methan. Jetzt konnten australische Forscher nachweisen, dass etwa die Hälfte dieses von den Insekten erzeugten Gases nicht in die Atmosphäre gelangt. Dafür sorgen methanoxidierende Bakterien, die in und unter den Termitenhügeln leben und Methan als Energiequelle verwerten, wie die Wissenschaftler im Fachjournal „Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)“ berichten. Ihre Messungen der Methanproduktion direkt am natürlichen Standort ermöglichen auch eine genauere Abschätzung der Termitenbiomasse und verbessern die Berechnungen der globalen Methanemission.

„Termiten sind eine bedeutende natürliche Quelle des wichtigen Treibhausgases Methan“, schreiben die Forscher um Philipp Nauer von der University of Melbourne. Nach vorliegenden Schätzungen seien diese Insekten für ein bis drei Prozent des weltweit erzeugten Methans verantwortlich. Aufgrund ungenauer Messmethoden und stark schwankender Werte seien diese Angaben allerdings sehr unzuverlässig. Mit drei unterschiedlichen Messverfahren ist es den Wissenschaftlern nun gelungen, Produktion, Oxidation und Freisetzung von Methan für einzelne Termitenhügel direkt vor Ort mit größerer Genauigkeit als bisher zu ermitteln. Dadurch könnten bei zukünftigen Untersuchungen die globalen Auswirkungen besser bewertet werden.

Als Untersuchungsobjekte dienten 29 Termitenhügel von drei häufigen australischen Termitenarten, die sich entweder von Holz (Microcerotermes nervosus), Humus (Macrognathotermes sunteri) oder Gras (Tumulitermes pastinator) ernähren. Durch Einleiten und anschließendes Absaugen von Methan in jeden Hügel bestätigten die Forscher zunächst, dass in sämtlichen, auch den kleineren, Termitenbauten Methan verbraucht wird. Da die Insekten aufgrund ihrer Darmflora Methanproduzenten sind, musste der gemessene Methanverbrauch andere Ursachen haben. Diese lagen in der Aktivität bestimmter Bakterien im und unter dem Termitenhügel. Das zeigte die Wirkung des gleichzeitig eingeleiteten Hemmstoffs Difluoromethan (DFM), der ein für die Methanoxidation benötigtes Enzym sogenannter methanotropher Bakterien blockiert. Diese Mikroben, zu denen unter anderem Arten der Gattungen Methylococcus und Methylobacter zählen, oxidieren Methan zu Methanol, um Energie zu gewinnen. Solche Bakterien besiedeln offenbar die porösen Innen- und Außenwände der Termitenhügel und auch den Boden unterhalb der Bauten, worauf weitere Untersuchungen hinwiesen. Den Messungen zufolge fangen die Mikroben das im Termitenbau produzierte Methan ab, so dass nur noch 20 bis 80 Prozent – im Schnitt waren es 50 Prozent – des Treibhausgases bis in die Atmosphäre gelangen.

Die Autoren weisen darauf hin, dass ihre an den natürlichen Standorten, das heißt an intakten Termitenhügeln, gemessenen Ergebnisse zuverlässiger seien als bisherige Untersuchungen, bei denen Material der Termitenbauten und die Insekten selbst im Labor analysiert wurden. Die Gesamtmenge an Methan, die in die Atmosphäre der Erde gelangt, ist im Vergleich zur Menge an Kohlendioxid zwar nur gering. Dieser Unterschied wird aber dadurch verringert, dass die klimaschädliche Wirkung von Methan etwa 25-mal stärker ist als die derselben Menge an Kohlendioxid.