Blaualgen: Öko-Treibstoff aus dem Meer?

Teaserbild-Quelle: Nasa Earth Observatory
Öko-Treibstoff aus dem Meer?

Öko-Treibstoff aus Bakterien? Forscher der Universität Bonn haben herausgefunden, dass sich aus den auch Blaualgen genannten Cyanobakterien Öl herstellen lässt. Der Befund sei unerwartet, heisst es in der Medienmitteilung. Bislang habe man geglaubt, dass nur den Pflanzen über diese Fähigkeit verfügen.

Blaualgen in der Tschuktschen-See. (Aufnahme aus dem Orbit)
Quelle: 
Nasa Earth Observatory

Blaualgen in der Tschuktschensee im Juni 2018. Das Meer liegt nördlich von der Beringstrasse, die Aufnahme wurde vom Landsat-8-Satelliten aus aufgenommen.

Öko-Treibstoff aus Pflanzen? Forscher der Universität Bonn haben herausgefunden, dass sich aus den auch Blaualgen genannten Cyanobakterien Öl herstellen lässt. Der Befund sei unerwartet, heisst es in der Medienmitteilung. Bislang habe man geglaubt, dass diese Fähigkeit den Pflanzen vorbehalten sei.

Die Fähigkeit mit Hilfe von Licht aus Wasser und Kohlendioxid Öl herzustellen, haben aber im Prinzip alle Pflanzen. Egal ob einzellige Alge, Rapspflanze oder Jahrhunderte alter Olivenbaum. „Wir haben nun erstmals gezeigt, dass Cyanobakterien das ebenfalls können“, sagt Biologe Peter Dörmann vom Institut für Molekulare Physiologie und Biotechnologie der Pflanzen (IMBIO) der Universität Bonn. „Das war nicht nur für uns völlig überraschend.“

Blaualgen sind Bakterien

Bislang war die Fachwelt davon ausgegangen, dass den Cyanobakterien diese Eigenschaft abgeht. Anders als ihr allgemein üblicher Name „Blaualgen“ vermuten lässt, gehören sie nicht zur Pflanzendwelt sondern zu den Bakterien. Dies, weil sie sich in vielen Punkten erheblich von ihr unterscheiden: Cyanobakterien sind näher verwandt mit dem Darmbakterium „E. coli“ als zum Beispiel mit einem Olivenbaum.

Es existierten zwar „uralte Berichte“, dass Cyanobakterien Öl enthalten könnten, diese seien aber nie verifiziert worden, so Dörmann, der sich seit vielen Jahren mit einem Enzym beschäftigt, das bei Pflanzen einen Schritt der Ölsynthese katalysiert. Es ist in den grün gefärbten Zellbestandteilen aktiv – den sogenannten Chloroplasten, die für die Photosynthese zuständig sind. Sie ermöglichen es, dass Pflanzen mittels Sonnenlicht energiereiche chemische Verbindungen herstellen können.

Viele Wissenschaftler nehmen an, dass Chloroplasten ursprünglich von Cyanobakterien abstammen: Im Gegensatz zu allen übrigen Bakteriengruppen können Chloroplasten die pflanzentypische Photosynthese erzeugen, indem sie Sauerstoff freisetzen. Demnach habe vor mehr als einer Milliarde Jahre hat eine Ur-Pflanzenzelle ein Cyanobakterium „verschluckt“, das darauf in der Zelle weiterlebte und sie mit Photosynthese-Produkten versorgte.

Dieser Hypothese ist Dörmann mit seinem Doktoranden Mohammed Aizouq auf den Grund gegangen, in dem sie das Erbgut verschiedener Cyanobakterien untersuchten. Mit Erfolg: Dörmann und Aizoug stellten fest, das Blaualgen ein Gen für ein Enzym besitzen, mit den sie tatsächlich Öl herstellen können, wenn auch nur in geringen Mengen.

Tierfutter und Kraftstoffe

Interessant ist diese Erkenntnis unter anderem, weil Blaualgen somit neue Möglichkeiten bieten könnten, um neben Tierfutter auch auf umweltfreundlichere Weise als bis anhin Biokraftstoffe herzustellen: Im Gegensatz zu Ölpflanzen wie Raps brauchen Blaualgen keine Ackerflächen  – ein Behälter mit ausreichend Licht und Wärme reicht. „Vielleicht eignen sie sich daher, um zum Beispiel in Wüsten – also ohne in Konkurrenz zum Nahrungsanbau zu treten – Öle für den Antrieb von Autos herzustellen“, schreibt die Universität Bonn in ihrer Medienmitteilung.

Zumal bei der Verbrennung nur das Kohlendioxid wieder frei würde, das die Cyanobakterien davor bei der Ölproduktion der Luft entzogen haben. Laut den Forschern könnten die Mikroorganismen so zum Klimaschutz beitragen. Ohnehin fixieren die in den Weltmeeren lebenden Cyanobakterien erhebliche Mengen des Treibhausgases. Ohne ihren Beitrag wäre die Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre Schätzungen zufolge doppelt so hoch.

Arten mit hohem Ertrag gesucht?

Einfach„Ähnliche Versuche laufen heute bereits mit pflanzlichen Grünalgen“, weiss Dörmann. Diese seien aber schwieriger zu halten; ausserdem liessen sie sich nicht so einfach biotechnologisch auf eine möglichst hohe Ölproduktionsrate optimieren. Bei Cyanobakterien könnte das anders sein. Allerdings stellt die im Rahmen der Studie untersuchte Art nur sehr geringe Mengen Öl her. „Es ist aber durchaus möglich, dass andere Arten deutlich ertragreicher sind“, sagt Dörmann. Zudem könnten Blaualgen relativ einfach genetisch modifiziert werden, ähnlich wie andere Bakterien. „Es ist also gut möglich, dass sich der Öl-Ertrag auf biotechnologischem Wege noch einmal deutlich steigern liesse.“ (mai/mgt)