Transformation and mineralization of nitrogenous soil components in the gut of soil-feeding termites

David Kamanda Ngugi, Brune, Andreas (Prof. Dr.), Biologie
2011
Diese Dissertation umfasst Studien, die sich mit der Rolle bodenfressender Termiten und deren Darmmikrobiota bezüglich der Umwandlung und Mineralisierung stickstoffhaltiger Bodenbestandteile beschäftigt. Die Ergebnisse, dieser Arbeit, können in vier Themen zusammengefasst werden: 1. Stickstoffmineralisierung und Umwandlung des Bodens während der Darmpassage. Um die Rolle bodenfressender Termiten im Stickstoffkreislauf tropischer Böden besser zu verstehen, wurden Bodenproben mit 15N-Isotopen
more » ... it 15N-Isotopen versetzt und zusammen mit Termiten in Mikrokosmen inkubiert. Die Experimente bestätigten die Relevanz von Stickstoffverbindungen des Bodens (z.B. Peptide) als Nahrung bodenfressender Termiten. Diese Stickstoffverbindungen können mehr als 50% des gesamten Kohlenstoffhaushaltes der Termiten ausmachen. Der Mineralisierungsprozess führt zudem zur Akkumulation enormer Mengen Ammoniaks sowohl im Termitendarm (~150 mM) als auch im Nestmaterial. Zusätzlich zeigten wir zum ersten Mal die Nitrifizierung während des Verdauungsprozesses in Termiten. Die Denitrifikation und dissimilatorische Nitratreduktion zu Ammoniak ist an diese Nitrifizierung gekoppelt. Man vermutet daher, dass bodenfressende Termiten auf Ökosystemebene vielmehr zur Erhaltung als zum Verlust von Stickstoff in tropischen Böden beitragen. 2. Die Funktion der Termitendarm-Mikrobiota bei der Aufspaltung von Peptiden und anschließenden Verwertung der Aminosäuren. Unsere Studien mit Darmhomogenaten zeigten, dass die Mikrobiota im Termitendarm eine wichtige Rolle bei der Hydrolyse und Mineralisierung von Peptidverbindungen im Humus darstellt. Die proteolytische und lysosomale Aktivität steht sowohl mit dem Gewebe der Termiten (z.B. Speicheldrüsen) als auch mit der partikulären Fraktion (insbesondere der Mikrobiota) des Termitendarms in Verbindung. Zusammen mit dem alkalischen pH-Wert des Termitendarms werden Peptidverbindungen und Mikroorganismen hydrolisiert, gelöst und im Darm freigesetzt. Anschließend werden die Aminosäuren entweder durch die Termite absorbiert o [...]
doi:10.17192/z2008.0780 fatcat:27i7ag6xovhtxfpwxhomyxol5i