Uni­ver­si­tät Bay­reuth: „Vom Eisen zum Phosphor“

Symbolbild Bildung

Das For­schungs­netz­werk FIMIN hat die geo- und bio­geo­che­mi­sche Zusam­men­ar­beit in Euro­pa wesent­lich geför­dert. Ein Trai­nings­netz­werk für den wis­sen­schaft­li­chen Nach­wuchs soll an die erziel­ten For­schungs­er­geb­nis­se anknüpfen.

Die Euro­pean Sci­ence Foun­da­ti­on (ESF) ist mit 66 Mit­glieds­or­ga­ni­sa­tio­nen aus 29 Län­dern eine der bedeu­tend­sten euro­päi­schen För­der­or­ga­ni­sa­tio­nen für Wis­sen­schaft und For­schung. Vor weni­gen Tagen hat sie in Straß­burg den 40. Jah­res­tag ihrer Grün­dung gefei­ert. Zu den gro­ßen trans­na­tio­na­len For­schungs­pro­jek­ten, die in den letz­ten Jah­ren geför­dert wur­den, zählt auch das Netz­werk FIMIN (The Func­tio­n­a­li­ty of Iron Mine­rals in Envi­ron­men­tal Pro­ces­ses). Die Uni­ver­si­tät Bay­reuth hat dar­in vier Jah­re lang mit Part­ner­uni­ver­si­tä­ten in Bel­gi­en, Däne­mark, Finn­land, Frank­reich, Groß­bri­tan­ni­en, Isra­el, den Nie­der­lan­den, Öster­reich, Schwe­den, der Schweiz, Spa­ni­en und Ungarn zusam­men­ge­ar­bei­tet. Die Koor­di­na­ti­on lag bei Prof. Dr. Ste­fan Peif­fer, dem Geschäfts­füh­ren­den Direk­tor des Bay­reu­ther Zen­trums für Öko­lo­gie und Umwelt­for­schung (Bay­CE­ER), eines For­schungs­zen­trums der Uni­ver­si­tät Bayreuth.

Von der Grund­la­gen- bis zur Anwen­dungs­for­schung: Eisen als Schlüs­sel­ele­ment für bio­geo­che­mi­sche Prozesse

Eisen ist das viert­häu­fig­ste Ele­ment in der Erd­kru­ste. Es hat eine Schlüs­sel­funk­ti­on für zahl­rei­che natür­li­che Pro­zes­se in der Umwelt, bei­spiels­wei­se für Stoff­wech­sel­vor­gän­ge in Mikro­or­ga­nis­men, das Wachs­tum von Bak­te­ri­en, Kreis­läu­fe von Nähr­stof­fen oder die Ver­fe­sti­gung von Sedi­men­ten im Erd­bo­den. Auch für die Auf­klä­rung der Pro­zes­se, die zur Ent­ste­hung des Lebens geführt haben, sind die che­mi­schen Eigen­schaf­ten von eisen­hal­ti­gen Mate­ria­li­en von hohem Interesse.

Die Zie­le und Akti­vi­tä­ten des For­schungs­netz­werks FIMIN reich­ten daher von der Grund­la­gen- bis zur Anwen­dungs­for­schung. Die For­schungs­part­ner haben unter ande­rem die Eigen­schaf­ten und die Ober­flä­chen­re­ak­tio­nen von eisen­hal­ti­gen Mine­ra­len mit lei­stungs­star­ken spek­tro­sko­pi­schen Metho­den ana­ly­siert und zugleich unter­sucht, wie sich Mikro­or­ga­nis­men an eisen­hal­ti­ge Umge­bun­gen anpas­sen. Die dabei gewon­ne­nen Erkennt­nis­se wur­den zusam­men mit wei­te­ren For­schungs­er­geb­nis­sen in Model­le inte­griert, die dar­auf abzie­len, Stoff­kreis­läu­fe in Öko­sy­ste­men mög­lichst genau zu berech­nen. Das ver­tief­te Ver­ständ­nis der Funk­tio­nen, die Eisen in natür­li­chen Stoff­kreis­läu­fen über­nimmt, kann dazu bei­tra­gen, dass Koh­len­stoff­emis­sio­nen redu­ziert und ver­gif­te­te Böden effi­zi­en­ter saniert wer­den. Zudem bil­den die neu­en For­schungs­er­geb­nis­se eine Grund­la­ge für stra­te­gi­sche Über­le­gun­gen, wie die spe­zi­el­len Eigen­schaf­ten von Eisen­mi­ne­ra­li­en für bio­tech­no­lo­gi­sche Anwen­dun­gen genutzt wer­den können.

Neue Struk­tu­ren für inter­dis­zi­pli­nä­re For­schungs­ko­ope­ra­tio­nen in Europa

„Das FIMIN-Netz­werk hat wert­vol­le Erkennt­nis­se zuta­ge geför­dert, die in künf­ti­ge Kon­zep­te und Maß­nah­men für den Umwelt­schutz, die Trink­was­ser­ver­sor­gung oder die Land­schafts­pla­nung ein­flie­ßen wer­den“, erklärt Prof. Peif­fer. „Aller­dings war das Netz­werk von der Euro­pean Sci­ence Foun­da­ti­on nicht pri­mär für die Beant­wor­tung spe­zi­el­ler For­schungs­fra­gen ein­ge­rich­tet wor­den. Haupt­säch­lich ging es dar­um, neue Struk­tu­ren für die euro­pa­wei­te inter­dis­zi­pli­nä­re Zusam­men­ar­beit auf den Gebie­ten der Mikro­bio­lo­gie, Bio­geo­che­mie, Umwelt­che­mie und Hydro­lo­gie vor­an­zu­brin­gen. Dabei konn­ten wir an der Uni­ver­si­tät Bay­reuth nicht zuletzt auf die lang­jäh­ri­gen Erfah­run­gen des Bay­CE­ER zurück­grei­fen, das sol­che fächer­über­grei­fen­den Koope­ra­tio­nen – auch mit inter­na­tio­na­len Part­nern – initi­iert und fördert.“

Ein beson­de­rer Schwer­punkt von FIMIN lag auf der För­de­rung des wis­sen­schaft­li­chen Nach­wuch­ses. In zahl­rei­chen For­schungs­work­shops und Sum­mer Schools erhiel­ten jun­ge Wis­sen­schaft­le­rin­nen und Wis­sen­schaft­lern aus ver­schie­de­nen Dis­zi­pli­nen die Gele­gen­heit, modern­ste For­schungs­tech­no­lo­gien ken­nen zu ler­nen, die bei der Unter­su­chung eisen­hal­ti­ger Mine­ra­le und ihrer bio­geo­che­mi­schen Funk­tio­nen zum Ein­satz kom­men. Die­se Tech­no­lo­gien, wie etwa die Rönt­gen-Pho­to­elek­tro­nen-Spek­tro­sko­pie (XPS), sind oft sehr kost­spie­lig. Sie ver­tei­len sich euro­pa­weit über Uni­ver­si­tä­ten und For­schungs­ein­rich­tun­gen, deren Ver­net­zung durch die von FIMIN geför­der­ten For­schungs­ar­bei­ten deut­lich gestärkt wurde.

Auf dem Weg zu einem neu­en euro­päi­schen Projekt

Um die erfolg­rei­che euro­pa­wei­te Zusam­men­ar­beit in einem neu­en Rah­men fort­zu­set­zen, strebt das Bay­CE­ER der­zeit ein neu­es För­der­pro­jekt an. Dabei geht es um Phos­phor, der als Nähr­stoff für Algen eine wesent­li­che Ursa­che für die Über­dün­gung von Flüs­sen und Mee­ren dar­stellt. Eisen­oxi­de sind – dies haben die For­schungs­ar­bei­ten in FIMIN bestä­tigt – geeig­net, die­ser Ent­wick­lung ent­ge­gen­zu­wir­ken, weil sie als „Fal­len“ für Phos­phor­mo­le­kü­le fun­gie­ren kön­nen. Unter dem Dach eines fächer­über­grei­fen­den „Euro­pean Trai­ning Net­work(ETN)“, in dem Hoch­schu­len und For­schungs­ein­rich­tun­gen mit Unter­neh­men und Umwelt­agen­tu­ren zusam­men­ar­bei­ten, sol­len Nach­wuchs­wis­sen­schaft­le­rin­nen und ‑wis­sen­schaft­ler die­se Zusam­men­hän­ge wei­ter auf­klä­ren und in öko­lo­gi­sche Stra­te­gie­dis­kus­sio­nen einbringen.

Infor­ma­tio­nen zu FIMIN:

Einen umfas­sen­den Rück­blick auf das For­schungs­netz­werk FIMIN bie­tet die Aus­ga­be 125 (2014) des euro­päi­schen Wis­sen­schafts­ma­ga­zins „Inter­na­tio­nal Innovation“:

www​.rese​arch​-euro​pe​.com/​m​a​g​a​z​i​n​e​/​I​S​S​U​E​/​1​25/

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