Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie

Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie

Das Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie erforscht Bakterien im Meer, die Kohlenstoff-, Stickstoff-, Schwefel- und Eisenverbindungen umsetzen und so im globalen Stoffkreislauf eine entscheidende Rolle spielen. Diese Bakterien zeigen vielfältige Anpassungen, z.B. an Nährstoffgradienten in Sedimenten, an niedrige und hohe Temperaturen sowie hohen Druck in der Tiefsee. In den Küstenregionen Europas, Südamerikas, Afrikas und der Arktis sowie in hydrothermalen Quellen und in der Tiefsee werden Stoffgradienten und -bilanzen untersucht und der Einfluss von Strömungen und sedimentbewohnenden Tieren erforscht. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf Bakterien, die z.B. im sauerstoffarmen Milieu den globalen Stickstoffhaushalt regulieren. Andere wiederum sind Spezialisten für den Abbau von Kohlenwasserstoffen aus Pflanzen und Erdöl. Um die Vielfalt, Struktur und Funktion mikrobieller Lebensgemeinschaften des Meeres besser zu verstehen, werden molekularbiologische Techniken verwendet. Durch Sequenzierungen ganzer Bakteriengenome und großer Fragmente von Umwelt-DNA wird der komplexen Regulierung und Evolution umweltrelevanter Mikroorganismen auf den Grund gegangen.

Kontakt

Celsiusstr. 1
28359 Bremen
Telefon: +49 421 2028-50
Fax: +49 421 2028-580

Promotionsmöglichkeiten

Dieses Institut hat eine International Max Planck Research School (IMPRS):
IMPRS for Marine Microbiology

Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit zur individuellen Promotion bei den Direktoren und Forschungsgruppenleitern.

Sand ist ein Paradies für Bakterien
Auf einem Sandkorn leben bis zu 100.000 Bakterien aus Tausenden von Arten mehr
Uralte Partnerschaft zwischen Wimperntierchen und Bakterien
Symbiotische Ciliaten und Bakterien besitzen jeweils gemeinsamen Vorfahren mehr
Öl als Energiequelle für Meerestiere
Wissenschaftler entdecken in der Tiefsee Muscheln und Schwämme, die mithilfe von Symbiosebakterien Öl verwerten können mehr
Fluch der Beständigkeit
Könnten Mikroorganismen gegen die Plastikflut im Meer helfen? Ein Beitrag von Friedrich Widdel vom Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie in Bremen mehr
Zeitweiliger Sauerstoffmangel in der Tiefsee mit Langzeitfolgen
Wenn der Sauerstoff im Bodenwasser knapp wird, verbleibt mehr organisches Material im Meeresboden mehr
Versunkene Baumstämme als Lebensraum in der Tiefsee
Organismen nutzen das Holz in der ansonsten nahrungsarmen Tiefsee als Energiequelle mehr
Todeszone im Indischen Ozean

Todeszone im Indischen Ozean

Meldung 6. Dezember 2016
Der Nährstoffhaushalt eines neu entdeckten Gebiets mit geringen Sauerstoff-Konzentrationen im Golf von Bengalen steht auf der Kippe mehr
Eine Mikrobe, die Rost frisst
Neu entdecktes Archaebakterium wandelt Methan mit Hilfe von Eisen in Kohlendioxid um mehr
Bakterien heizen Gletschereis auf

Bakterien heizen Gletschereis auf

Meldung 22. Juni 2016
Mikroorganismen siedeln sich auf dem Eis an Staubteilchen aus der Atmosphäre und lassen den Gletscher dadurch schneller schmelzen mehr
Manche Bakterien lieben ihre Feinde
Bakterien sind möglicherweise schon früh in der Evolution Symbiosen mit ursprünglichen Einzellern eingegangen mehr
Bakterien sind Individualisten
Zellen reagieren auf Nährstoffmangel unterschiedlich mehr
Symbiosen mit Partnertausch

Symbiosen mit Partnertausch

Meldung 11. März 2016
In Wurm-Bakterien-Symbiosen bleiben manche Mikroben ihrem Wirt treu, andere ihrem Standort mehr
Wissenschaftler fordern Gründung einer Internationalen Mikrobiom-Initiative
Forscher wollen damit die Mikroorganismen der Erde fächer- und grenzübergreifend untersuchen mehr
Nano-Stromnetze zwischen Bakterien

Nano-Stromnetze zwischen Bakterien

Meldung 21. Oktober 2015
Mikroorganismen im Meer versorgen sich über winzige Stromkabel mit Energie und knacken so das Treibhausgas Methan mehr
Tiefseemuscheln mit hochgiftigen Untermietern
Symbiose-Bakterien produzieren eine Vielzahl von Giftstoffen und bewahren die Muscheln damit offenbar vor dem Gefressen werden mehr

Ihre Leidenschaft sind die Ozeane, der Meeresboden ist ihre Laborbank. Antje Boetius vom Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie in Bremen verfolgt dafür immer mehrere Ziele gleichzeitig: von Entdeckung bis Vorsorgeforschung, von Technologieentwicklung bis Wissenschaftskommunikation. Ein Tanz auf vielen Hochzeiten – in Gummistiefeln und Stilettos.

Die Ozeane sind voller Bakterien. Äußerlich sehen diese nahezu gleich aus, doch es gibt viele verschiedene Arten mit unterschiedlichen Lebensweisen. Daher analysieren Hanno TeelingBernhard Fuchs und Frank Oliver Glöckner vom Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie in Bremen die Bakterienvielfalt in den Ozeanen mithilfe der Metagenomik. Dabei werfen sie zunächst das gesamte bakterielle Erbgut in einen Topf, entschlüsseln die DNA-Moleküle und ordnen den Genmix dann wieder einzelnen Bakteriengruppen zu.

Die Tiefen der Ozeane sind ein lebensfeindlicher Ort. Um den widrigen Bedingungen zu trotzen, haben sich viele Organismen zu Lebensgemeinschaften zusammengeschlossen. Nicole Dubilier und ihre Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie in Bremen entdecken immer wieder neue Symbiosen, mit denen die Tiefseebewohner ihre Energieversorgung sicherstellen.

Ihre Leidenschaft sind die Ozeane, der Meeresboden ist ihre Laborbank. Antje Boetius vom Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie in Bremen verfolgt dafür immer mehrere Ziele gleichzeitig: von Entdeckung bis Vorsorgeforschung, von Technologieentwicklung bis Wissenschaftskommunikation. Ein Tanz auf vielen Hochzeiten – in Gummistiefeln und Stilettos.

Die Ozeane sind voller Bakterien. Äußerlich sehen diese nahezu gleich aus, doch es gibt viele verschiedene Arten mit unterschiedlichen Lebensweisen. Daher analysieren Hanno Teeling, Bernhard Fuchs und Frank Oliver Glöckner vom Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie in Bremen die Bakterienvielfalt in den Ozeanen mithilfe der Metagenomik. Dabei werfen sie zunächst das gesamte bakterielle Erbgut in einen Topf, entschlüsseln die DNA-Moleküle und ordnen den Genmix dann wieder einzelnen Bakteriengruppen zu.
Die Tiefen der Ozeane sind ein lebensfeindlicher Ort. Um den widrigen Bedingungen zu trotzen, haben sich viele Organismen zu Lebensgemeinschaften zusammengeschlossen. Nicole Dubilier und ihre Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie in Bremen entdecken immer wieder neue Symbiosen, mit denen die Tiefseebewohner ihre Energieversorgung sicherstellen.
Riesige Mengen gelösten organischen Kohlenstoffs treiben in den Weltmeeren. Eigentlich ein gefundenes Fressen für Mikroorganismen. Doch die nehmen seltsamerweise kaum Notiz davon.
Einige Bakterienarten ernähren sich sogar von Öl. Mikrobiologen untersuchen die Winzlinge, die in exotischen Lebensräumen gedeihen.
Zur Person: Nicole Dubilier
Biodiversitätsforschung neu gedacht.
In mehreren Kilometern Tiefe finden sich auf den Böden der Ozeane in sogenannten „kalten Quellen“ einzigartige Ökosysteme, deren Rolle innerhalb globaler Stoffkreisläufe jetzt erforscht wird.

Verdauungsenzyme im Ozean und im menschlichen Darm

2017 Hehemann, Jan-Hendrik; Schlösser, Manfred
Mikrobiologie Ökologie
Die Forschungsgruppe Marine Glykobiologie studiert den mikrobiellen Abbau organischer Materie, die von marinen Algen gebildet wird. Diese wandeln große Mengen von Kohlenstoffdioxid mithilfe von Licht und Wasser in Zucker um und bilden auf diese Weise die Nahrung für heterotrophe Organismen. Global betrachtet, bilden marine Algen durch Photosynthese die gleichen Mengen an reduziertem Kohlenstoff wie die gesamte Biomasse der Landpflanzen. Und nebenbei produzieren sie auch noch die Hälfte des Luftsauerstoffs unserer Atmosphäre. mehr

Mikrobiome extremer Tiefsee-Lebensräume

2016 Boetius, Antje
Chemie Mikrobiologie Ökologie
Die Tiefsee birgt eine astronomisch hohe Zahl von Mikroorganismen mit einer bisher kaum erschlossenen genetischen Vielfalt. Sie zu kennen ist wichtig für das Verständnis des Erdsystems und seiner Stoffkreisläufe. Das Mikrobiom extremer Lebensräume der Tiefsee birgt noch viele Antworten auf Fragen zur Entstehung und zu den Grenzen des Lebens sowie zu Anpassungsmöglichkeiten an eine dynamische Umwelt. mehr

Zufall oder Determinismus: Molekularökologische Studien zum Abbau von Algenbiomasse durch Meeresbakterien

2015 Amann, Rudolf; Fuchs, Bernhard M..; Teeling, Hanno
Chemie Mikrobiologie Ökologie

Jedes Frühjahr färben Algenblüten das Meer in den hohen Breitengraden grünlich-braun. Wenn die Algen absterben, werden Millionen Tonnen Proteine und Zucker frei, die zum Großteil durch Bakterien abgebaut werden. Dabei stellen sich zwei Fragen: Was zeichnet diese Bakterien aus und folgt ihr Auftreten vorhersagbaren Mustern?

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Umwandlungsprozesse und Biodiversität in phototrophen Matten, Korallen und Sedimenten

2014 de Beer, Dirk; Polerecky, Lubos; Glas, Martin; Chennu, Arjun
Chemie Mikrobiologie Ökologie
Um die Aktivität und Diversität von benthischen phototrophen Organismen zu studieren, wurden hochauflösende Methoden zur Analyse von Funktionen und Gemeinschaftsstrukturen entwickelt. Die Diversitätsanalyse fußt auf der Auswertung von mehreren simultan aufgenommenen Spektren durch eine Hyperspektral-Kamera. Inzwischen kann dieses Verfahren autonom in situ und auch in der Tiefsee eingesetzt werden. Geplant ist, diese Technik weiterzuentwickeln, um ökologisch wichtige Stellen des Meeresbodens, wie beispielsweise Korallengebiete und Sedimente unter dem Meereseis, auf Produktivität zu untersuchen. mehr

Isotope gelöster Spurenelemente: Anzeiger biogeochemischer und physikalischer Prozesse im Meer

2013 Pahnke, Katharina; Basak, Chandranath
Chemie Mikrobiologie Ökologie

Mikrobiologische und biogeochemische Prozesse im Meer sind von wesentlicher Bedeutung für marine Ökosysteme und das Klima der Erde. Ein detailliertes Verständnis aller Einflussfaktoren, einschließlich des Eintrags und Transports von Spurenelementen, ist daher von großem Interesse für die Meeres- und Klimawissenschaften. Die Max-Planck Forschungsgruppe für Marine Isotopengeochemie hat sich zum Ziel gesetzt, mithilfe der Isotope von Spurenelementen einen Beitrag zum verbesserten Verständnis der Rolle geochemischer Kreisläufe für marine Ökosysteme und das globale Klimageschehen zu liefern.

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Riesenbakterien im Meer

2012 Schulz-Vogt, Heide N.
Mikrobiologie
Das größte Bakterium der Welt, Thiomargarita namibiensis, wurde vor 14 Jahren vor der Küste Namibias entdeckt. Heute wissen wir, dass die „namibische Schwefelperle“ nicht nur viele nahe Verwandte in anderen Meeresgebieten hat, sondern auch eine wichtige Rolle für die Ökologie spielt: Diese Bakterien können die Bildung von Gesteinen mit einem hohen Phosphorgehalt auslösen. Dadurch verringert sich die Menge an Phosphat im Meerwasser, sodass es anderen Lebewesen nicht mehr als Nährstoff zur Verfügung steht. Die Bildung dieser Gesteine wirkt somit einer Überdüngung der Meere mit Phosphat entgegen. mehr

Globale geochemische Stoffkreisläufe – eine Angelegenheit mikrobieller Ökonomie

2011 Strous, Marc; Schloesser, Manfred
Geoforschung Mikrobiologie Ökologie
Die Aktivität von Mikroben ist die Kraft hinter den biogeochemischen Kreisläufen der Elemente - ein metabolisches Netzwerk als Grundlage allen Lebens. Vor etwa 100 Jahren wurde die erste Architektur dieses Netzes skizziert; das Modell wird ständig weiterentwickelt. Wir können heute noch nicht das ganze System verstehen oder vorhersagen, wie es auf anthropogene Einflüsse wie Düngung und Verbrennung fossiler Brennstoffe reagieren wird. Unser Ziel ist, die Regeln mikrobieller Konkurrenz und Kooperation zu finden, die die Knotenpunkte des globalen metabolischen Netzwerkes miteinander verbinden. mehr

Das gelöste organische Material der Meere – eines der größten Rätsel in den Meereswissenschaften

2010 Dittmar, Thorsten; Schloesser, Manfred
Chemie Mikrobiologie Ökologie
Die Max-Planck-Forschungsgruppe für Marine Geochemie beschäftigt sich mit im Meer gelöstem organischen Material, einer bedeutenden Komponente globaler Stoffkreisläufe. Das organische Material akkumuliert im Meer seit Jahrtausenden, wobei es in erster Linie mikrobiellen Ursprungs ist. Warum eine Anreicherung dieses Materials zum größten organischen Kohlenstoffspeicher der Meere stattfindet, ist unklar. Die Arbeitsgruppe setzt unter anderem hoch auflösende Massenspektrometrie ein, um die grundlegenden Fragen zur Umsetzung des organischen Materials im Meer zu beantworten. mehr

Ein Ozean von Symbiosen, von ungeahnter Tiefe

2009 Aspetsberger, Fanni; Dubilier, Nicole
Die Arbeitsgruppe Symbiose beschäftigt sich mit dem Zuammenschluss von Bakterien und Eukaryoten in chemosynthetischen Lebensräumen, beispielsweise sulfidreichen Küstensedimenten sowie heißen und kalten Quellen in der Tiefsee. Drei Ziele stehen dabei im Zentrum: das Aufdecken der Artenvielfalt und Verbreitung der mikrobiellen Symbiosen, ein Verständnis der Stoffwechselwege, mit deren Hilfe die Symbionten Energie aus der Umwelt ziehen und an ihren Wirtsorganismus weitergeben, und eine Entschlüsselung der Evolution der Symbiose und der Anpassungen, die zu ihrem ökologischen Erfolg führten. mehr
Viele Transportvorgänge in den Weltmeeren und Meeresböden sind von physikalischer und chemischer Natur. Hierbei spielen kleinskalige hydro- und gasdynamische Prozesse, die zu globalen Effekten führen, eine wichtige Rolle zum Verstehen der Austauschprozesse in den Meeren und damit unserer Erde. Forschungsinhalte sind Modellierung von Diffusions-, Advektions- und chemischen Reaktionsprozessen sowie Partikel- und Gastransport in marinen Systemen. mehr

Der Stickstoffzyklus des Ozeans

2007 Kuypers, Marcel M. M.
Chemie Mikrobiologie Ökologie
Die Nutrient-Gruppe wurde als eine durch die Max-Planck-Gesellschaft geförderte selbständige Nachwuchsgruppe im Mai 2005 gegründet. Einer der Forschungsschwerpunkte der Nutrient-Gruppe ist die Stickstoffverfügbarkeit im Ozean. Besonderes Augenmerk liegt auf den Prozessen, welche die Verfügbarkeit von Stickstoff in der marinen Umwelt kontrollieren, sowie deren Einfluss auf globale biogeochemische Zyklen. Diese Prozesse werden üblicherweise von Mikroben ausgeführt, daher wird eine Kombination aus neu entwickelten geochemischen, mikrobiologischen und molekular-ökologischen Techniken angewandt. Eines der Hauptprojekte, an denen die Nutrient-Gruppe derzeit arbeitet, ist die Erforschung der kürzlich beschriebenen anaeroben Ammoniumoxidation (Anammox) und deren Rolle im Stickstoffzyklus des Ozeans. mehr

Umweltgenomik: Schlüssel zum Verständnis mariner mikrobieller Diversität und Funktion

2006 Glöckner, Frank Oliver
Genetik Mikrobiologie Ökologie
Die Möglichkeit, mikrobielle Genome vollständig zu sequenzieren, hat in den letzten Jahren neue Wege zum Verständnis der Diversität und Funktion mariner Organismen eröffnet. Das Ziel der mikrobiellen Genomforschungsgruppe ist es, durch die Untersuchung des genetischen Potenzials von marinen Mikroorganismen mehr über die Mechanismen herauszufinden, die es den Organismen erlauben, sich an wechselnde Umweltbedingungen anzupassen. Dabei ist vor allem die funktionelle Analyse der erhaltenen genomischen Informationen von größter Bedeutung. Eine Möglichkeit, die ökologische Relevanz der gefundenen Funktionen zu erforschen, ist die geographische Verknüpfung des genomischen Potenzials mit standortspezifischen biotischen und abiotischen Umweltparametern. Dies sollte Aufschluss über Standortanpassungen und den Einfluss der Organismen auf die globalen Nährstoffkreisläufe geben. Dieses Wissen wird zu einem besseren Verständnis der Komplexität, des Wechselspiels und der Stabilität mariner Lebensräume führen. Das langfristige Ziel ist es, abschätzen zu können, wie das Ökosystem Meer sowohl auf lokale menschliche Einflüsse als auch auf globale Klimaveränderungen, wie den Treibhauseffekt, reagieren wird. mehr

Mikrobielle Gemeinschaften mariner Habitate: Ökologie und Stoffumsatz

2005 Janßen, Felix; Treude, Tina; Boetius, Antje
Die Arbeiten in der Gruppe Mikrobielle Habitate umfassen den Stoffaustausch zwischen marinen Sedimenten und der Wassersäule, die in situ Quantifizierung der Transport- und Umsatzprozesse in marinen Sedimenten und experimentelle Studien zu den Einflüssen von Strömung, Wellen und Druckgradienten auf die im Sediment stattfindenden biologischen und biogeochemischen Prozesse. Schwerpunkte sind mikrobielle und geochemische Prozesse in permeablen Meeresböden und Riffen, Untersuchungen biogeochemischer Prozesse an Kontinentalrändern sowie die Biogeochemie chemosynthetischer Ökosysteme, die unabhängig von Photosynthese Kohlendioxid fixieren. mehr

Erforschung der Diversität mikrobieller Prozesse und Lebensräume im Meer

2004 Jørgensen, Bo Barker
Mikrobiologie Ökologie
Im Meeresboden wird organisches Material abgelagert und abgebaut, das in der oberen Wassersäule von Planktonalgen produziert wurde. Wenige mm bis cm unterhalb der Oberfläche ist der Meeresboden eine sauerstofffreie Welt, wo eine Vielfalt alternativer Oxidanten für die Respiration der anaeroben Mikroorganismen zur Verfügung stehen, z.B. Nitrat, Sulfat oder Metalloxide von Mangan und Eisen. Die Stoffwechselprodukte der anaeroben Mikroorganismen - wie Ammonium, Schwefelwasserstoff oder Metallionen - sind energiereich und werden von anderen, chemolithotrophen Mikroorganismen als Energiequelle benutzt. Dadurch entsteht eine Kaskade von Redoxprozessen im Meeresboden, initiert vom abgelagerten organischen Material und gekoppelt mit Kreisläufen von Sauerstoff, Stickstoff, Eisen, Mangan, Schwefel und anderen Elementen. Die Redoxprozesse sind überwiegend von Mikroorganismen katalysiert, deren Diversität und physiologisches Potienzial noch unzureichend bekannt sind. Es ist die Forschungsaufgabe der Arbeitsgruppe Biogeochemie, diese Prozesse und ihre Mikrobiologie, Steuerung und Wechselwirkung mit der abiotischen Umwelt zu erforschen. mehr
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