scinexx | Mikroben aus Panda-Kot erleichtern Biosprit-Produktion: Bakterien zersetzen selbst hartes Pflanzenmaterial schnell und ohne Hitze oder Säure - Große pandas, Symbiose, Bakterien, Darmbakterien, Biomasse, Energiegewinnung, Zersetzung, Enyzm, Biomasseanlage, Bioenergie, Panda-Kot

Donnerstag, 24.05.2012

Mikroben aus Panda-Kot erleichtern Biosprit-Produktion

Bakterien zersetzen selbst hartes Pflanzenmaterial schnell und ohne Hitze oder Säure

Im Kot von Pandabären haben Forscher Mikroben entdeckt, die die Produktion von Treibstoff aus Biomasse zukünftig einfacher und umweltverträglicher machen könnten. Die Bakterien wandeln bis zu 95 Prozent des Pflanzenmaterials in energiereiche Zuckerverbindungen um, berichten die Wissenschaftler bei der Jahrestagung der American Chemical Society (ACS) in Denver, Colorado. Im Darm der Pandas bauen diese Mikroben die faserige Bambusnahrung der schwarzweißen Riesen ab. Industriell genutzt könnten sie aber auch Pflanzenreste und Holz in Biosprit umwandeln, sagt Ashli Brown von der Mississippi State University, eine der Autorinnen der Studie.


Panda beim Verzehren von Bambus © Colegota/ CC-by-sa 2.5 Spanien

Die meisten Tiere - und auch der Mensch - können Gras, Stängel und andere zellulosehaltige Pflanzenteile nicht verdauen. Termiten, Rinder und andere Holz- und Pflanzenfresser behelfen sich, indem sie spezielle Bakterien in ihrem Darm tragen. Diese helfen den Tieren bei der Zersetzung der widerstandsfähigen Nahrung und erhalten dafür ihrerseits stets reichlich Nahrungsnachschub. Dass auch Pandas Bakterien solche Bakterien in ihrem Verdauungstrakt tragen, sei schon seit längerem bekannt gewesen, berichten die Forscher. Bisher aber habe niemand daran gedacht genauer zu ermitteln, welche Bakterien im Darm der Pandas aktiv seien.

Für ihre Studie sammelten die Forscher ein Jahr lang den Kot eines im Zoo von Memphis, Tennessee lebenden Panda-Pärchens. In diesen Kotproben fanden sich acht unterschiedliche Bakteriengruppen, wie Brown und ihre Kollegen berichten. Einige zuvor unbekannte Mikrobenarten der Gattungen Bacteroides und Clostridium hätten sich dabei als besonders gute Umwandler von Zellulose erwiesen.

Mikroben zersetzen selbst härteste Pflanzenteile
Die Mikroben seien besonders vielversprechend, weil sie auch die besonders stabile Lignozellulose zersetzen - einen Pflanzenbestandteil, der in Holzstücken, Stängeln und harten Gräsern vorkommt. Das stellten die Forscher in Versuchen fest, bei denen sie der Biomasse Pandakot als Zersetzungshilfe zugaben. Die Panda-Bakterien bauten das Pflanzenmaterial mit Hilfe spezieller Enzyme ab, sagen die Forscher. Diese seien so effektiv, dass sie die Zellulose zersetzten, ohne dabei große Hitze, starke Säuren oder hohen Druck zu benötigen. Bisher sind diese extremen Bedingungen bei der industriellen Herstellung des Biosprits aus solchen Materialien nötig.

Nach Ansicht der Forscher eröffnen die Darmmikroben der Pandas neue Möglichkeiten, Biosprit künftig vermehrt aus harten Pflanzenabfällen zu gewinnen. Es sei dann nicht mehr nötig, wertvolle Nahrungspflanzen wie Soja oder Mais dafür einzusetzen. Auch müssten Energiepflanzen dann nicht mehr dort angebaut werden, wo Weizen, Mais und andere Nahrungspflanzen dringender benötigt würden, sagt Brown.

Enzyme könnte mittels Hefezellen großtechnisch erzeugt werden
Die Forscher arbeiten zurzeit daran, die effektivsten Enzyme dieser Bakterien zu isolieren. Im nächsten Schritt wollen sie die Gene identifizieren, die diese aktiven Moleküle kodieren. Nach Angaben von Brown könnte man diese Gene dann in Hefezellen einschleusen und die Enzyme so in Massen kommerziell herstellen. Der Großproduktion von Treibstoffen aus Biomasse zugesetzt, könnten diese Enzyme die Umwandlung der Biomasse in Biosprit deutlich beschleunigen, meinen die Forscher. "Wir hoffen, dass unsere Forschung dabei helfen wird, die Nutzung von Biotreibstoffen in Zukunft auszuweiten", sagt Brown.

(American Chemical Society (ACS), 31.08.2011 - NPO)

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