Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des europäischen Forschungsprojektes "Micro4Biogas" haben eine neue taxonomische Ordnung von Bakterien entdeckt und klassifiziert, die auf die Zersetzung von organischem Material spezialisiert sind. Die Ordnung der "Darwinibacteriales" ist den Forschenden zufolge eine der am häufigsten vorkommenden Gruppen von Mikroorganismen, die an der anaeroben Gärung beteiligt sind – also an der Zersetzung organischen Materials, bei der Biogas entsteht. Bislang wurde die Bakterien-Ordnung noch nie wissenschaftlich klassifiziert. Sie gilt als Schlüssel bei der Biogasproduktion.

Die Entdeckung gelang Forschenden aus Deutschland, Spanien und den Niederlanden mit Beteiligung der TU Dresden, die 80 Proben von sich zersetzendem organischem Material aus 45 großen Biogasanlagen in Deutschland, den Niederlanden und Österreich entnommen und deren mikrobielle Zusammensetzung mittels DNA-Sequenzierung untersucht haben. Zu ihrer Überraschung waren in allen 80 Proben Vertreter der "Darwinibacteriales" zu finden, trotz der Unterschiede und der Entfernung zwischen den Anlagen.

Die Gärung in Biogasanlagen, bei der organisches Material zu Gas umgewandelt wird, galt bislang wegen seiner komplexen Wechselwirkungen und der fehlenden mikrobiologischen Forschung als Black Box - die Rolle und Funktionsweise der meisten beteiligten Mikroorganismen war bislang schlichtweg unbekannt. Das habe sich mit der Klassifikation der "Darwinibacteriales" geändert. Nun sei es möglich, maßgeschneiderte hocheffiziente Populationen von Biogas produzierenden Mikroben zu schaffen. "Eine Steigerung der Biogaserzeugung würde einen entscheidenden Wandel in der Energiewirtschaft bedeuten und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und Energieimporten verringern", erklärt Projektleiter Manuel Porcar der Universität Valencia in Spanien.

Die Biogaserzeugung erfolgt durch Bakterien, die organische Stoffe zersetzen, die aus Lebensmittelabfällen, landwirtschaftlichen Abfällen oder Viehdung stammen können. Obwohl die Phasen dieser biologischen Verdauung weitgehend bekannt sind, gibt es in Bezug auf die Wechselwirkungen zwischen den beteiligten biochemischen Reaktionen viele offene Fragen.

"Die Lücken im Wissen über die mikrobiellen Grundlagen des methanogenen Prozesses bedeuten sicherlich, dass es viel Raum für eine weitere Optimierung des Biogassektors in Europa gibt", sagt Porcar. Sein Team aus Mikrobiologen und Biotechnologen des "Micro4Biogas"-Konsortiums wird diese Reaktionen im Detail untersuchen, um mikrobielle Gemeinschaften zu entwickeln, die mit Techniken der Synthetischen Biologie verbessert werden und für eine sehr effiziente Fermentation organischer Stoffe optimiert sind.

kt