11.05.2026
Eine neue Studie zeigt, wie Schwefelverbindungen unter sauerstoffarmen Bedingungen verstoffwechselt werden – und welche Mikroorganismen dafür verantwortlich sind.
Der dänische Mariager Fjord verliert im Sommer massiv an Sauerstoff. | © Gonzalo Gomez Saez
Die Weltmeere verlieren Sauerstoff – und zwar rapide. Hauptursache dafür ist die zunehmende Erwärmung der Meere, welche die Löslichkeit von Sauerstoff im Wasser verringert und die Atmungsaktivität erhöht. Außerdem wird die Schichtung der Wassersäule verstärkt, was die Durchmischung von Tiefen- und Oberflächenwasser erschwert.
„Innerhalb von nur 50 Jahren – von 1960 bis 2010 – ging der globale Sauerstoffgehalt der Ozeane um zwei Prozent zurück und die Fläche der sauerstofffreien Gewässer vervierfachte sich“, erklärt Biogeochemiker Dr. Gonzalo Gomez Saez vom Department für Geo- und Umweltwissenschaften der LMU. „Dieser massive Sauerstoffverlust verändert elementare Stoffkreisläufe, auf denen marine Ökosysteme fußen.“
Ein wichtiger Aspekt ist die Verstoffwechslung von Schwefelverbindungen durch die im Wasser lebenden Mikroorganismen: „In Gewässern mit niedrigem Sauerstoffgehalt spielen organische Schwefelverbindungen eine besonders wichtige Rolle, denn sie reichern sich dort an, ohne dass es dafür bislang eine eindeutige Erklärung gibt“, so Gomez Saez. Ein von Gomez Saez geleitetes Team veröffentlichte kürzlich eine Studie im The ISME Journal, die genauer untersucht, was mit schwefelhaltigen Verbindungen in sauerstoffarmen Gewässern geschieht.
Im Fokus der Untersuchungen stand dabei insbesondere ein Molekül, das Laien vor allem als Bestandteil von rotem Fleisch und Zusatz in Energydrinks kennen: Taurin. Diese bioverfügbare organische Schwefelverbindung spielt auch in der Natur eine wichtige Rolle, da sie von Meeresmikroorganismen für den Nährstoffaustausch, die Energiegewinnung und das Wachstum genutzt wird.
„Viele Meeresmikroorganismen besitzen das genetische Potenzial, Taurin zu verwerten; unklar ist jedoch, wie diese Aktivität mit dem weltweiten Rückgang der Sauerstoffkonzentration zusammenhängt“, sagt Gomez Saez. „Daher war es unser Ziel, zu verstehen, wie unterschiedliche Konzentrationen von im Wasser gelöstem Sauerstoff die mikrobielle Verarbeitung von Taurin beeinflussen.“
Probenahme im Mariager Fjord. | © Gonzalo Gomez Saez
Dazu untersuchte das Forschungsteam, an dem Forschende aus Aarhus (Dänemark), München, Oldenburg und Bremen beteiligt waren, Wasserproben aus dem dänischen Mariager Fjord, der im Sommer massiv an Sauerstoff verliert. Der Meeresarm ist durch eine flache Schwelle mit dem Kattegat verbunden. Diese begrenzt die Vermischung mit dem Tiefenwasser und begünstigt die Entstehung von sauerstoffarmen Bedingungen.
Diese Bedingungen verstärken sich im Sommer, wenn wärmere Wetterbedingungen zu einer vorübergehenden Schichtung und einer erhöhten Atmungsaktivität der Meeresorganismen führen. Daher dient der Mariager Fjord als wertvolles natürliches Labor, um zu untersuchen, wie biogeochemische Prozesse auf sich ändernde Sauerstoffwerte reagieren.
Unmittelbar nach der Entnahme von Wasserproben aus dem Fjord inkubierte Dr. Ömer Coskun, ehemaliger LMU-Forscher und Erstautor des Artikels, sauerstoffarmes und vollständig mit Sauerstoff angereichertes Wasser mit Substraten, die mit stabilen Isotopen versetzt waren – die im Wasser enthaltenen Kleinstlebewesen werden also gewissermaßen mit markierten Nährstoffen „gefüttert“. „So konnten wir nachverfolgen, welche Mikroben bei den unterschiedlichen Sauerstoffkonzentrationen Kohlenstoff aus den jeweiligen Verbindungen aufnahmen“, sagt Gomez Saez.
Das zentrale Ergebnis: Taurin wurde ausschließlich unter sauerstoffarmen (hypoxischen) Bedingungen in den Fjordgewässern aufgenommen.
Mithilfe von DNA-Sequenzierung konnte das Team außerdem feststellen, welche Mikroorganismen für die Taurin-Verstoffwechslung im Mariager Fjord verantwortlich sind: Es handelt sich hauptsächlich um Flavobakterien aus der Gattung Bacteroidota. „Da sich sauerstoffarme Gebiete weltweit ausbreiten und Verbindungen wie Taurin im Meer dadurch immer häufiger vorkommen, werden Mikroorganismen, die solche Verbindungen verwerten, in Zukunft wahrscheinlich eine größere Rolle im marinen Kohlenstoff- und Schwefelkreislauf spielen“, schlussfolgert Gomez Saez.
Ömer Coskun, William Orsi, Ian Marshall, Katharina Muschler, Nico Mitschke, Timothy Ferdelman & Gonzalo Gomez-Saez: Hypoxia increases microbial carbon assimilation of taurine in a seasonally anoxic fjord. The ISME Journal 2026