Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Mikrobiel Økologi og Cirkulære Ressourcestrømme

Arbejdsområder

Sektionen har ekspertise på en række specifikke områder inden for mikrobiel økologi: miljømæssig risikoanalyse af mikroorganismer og bæredygtig miljøbioteknologi og vurdering af miljøbiologisk miljøtilstand, herunder GMO; arktisk mikrobiel økologi og bioteknologi, mikrobiologisk rensning af jord og grundvand forurenet med pesticider, human eksponering til mikroorganismer i miljøet samt bæredygtig miljøteknologi og ressourcehåndtering; mikrobiologisk vurdering af miljøtilstand; mikrobiel omsætning af miljøfremmede stoffer samt udveksling af gener mellem mikroorganismer.

Forskningsaktiviteterne involverer en række metoder til måling af forskellige parametre på enkelt-art-niveau, fx forekomst i luft eller skæbne i miljø og fødevarer, og arternes interaktioner, både inden for samme trofiske niveau og imellem trofiske niveauer. Tilsvarende måles forskellige former for diversitet (genetisk og funktionel) i hele mikrobielle samfund og anvendes som indikatorer for jordkvalitetsparametre.

De nuværende specifikke faglige styrkepositioner udgør fundamentet for opfyldelse af sektionens fremadrettede forskningstemaer, der er designet til at modsvare samfundets fremtidige forskningsbehov og behov for viden:

Nedbrydning af fremmedstoffer i miljøet og i industrielle anlæg

Mikroorganismer har en styrende rolle i fjernelsen af organiske forureningsstoffer fra drikkevandsanlæg, spildevandsanlæg og i naturen. Sektionen forsker i hvilke mikroorganismer der er er aktive i disse processer, hvilke gener der er involveret og bidrager generelt til den internationale vidensopbygning inden for området.

Forskningen målrettes de største problemer for samfundet og omfatter bl.a. nedbrydning af pesticider, olieforbindelser og klorerede opløsningsmidler.  Sektioner råder over et velfungerende sekventeringslaboratorie der analysere såvel amplicon baseret populationskarakterisering af bakterier og svampe (16SrRNA sat ITS) samt karakterisering af det samlede mikrobielle samfund og betydende funktionelle gener gennem total-RNA analyser.

Aeromikrobiologi

Sektionen forsker i luftbåren forekomst og spredning af mikroorganismer i det ydre miljø, herunder vira og bakterier samt bakterie- og svampesporer. Bakterier i luft, nedbør og skyer opsamles, kvantificeres og karakteriseres. Dette indgår i undersøgelser af naturligt forekommende luftbårne  mikroorganismers effekter på klima og miljø, med særlig fokus på isdannelse og oxidation af drivhusgasser og luftforureninger.

Endvidere undersøges hvilken betydning mikroorganismer og mikrobielt producerede organiske volatiler har for partikeldannelse. Data fra undersøgelserne anvendes bl.a. som input i Instituttets luftspredningsmodeller til vurdering af spredning af human-relevante sygdoms- og allergifremkaldende mikroorganismer via luft.

Forskningsemnet er et nyt internationalt tema og sektionen bidrager bl.a. ved at udvikle opsamlings- og detektionsmetoder til luftbårne mikroorganismer. Opsamlingen og målinger sker vha. nye instrumenter der anvendes fra tårne og flyvemaskiner.

Cryomikrobiologi

Forskningsområder fokusere på mikroorganismer, der er i stand til at leve under kolde forhold. Et af fokusområderne er den mikrobiologiske kolonisering af den Grønlandske indlandsis, som har stor betydning for indlandsisens albedo og dermed hvor hurtigt, indlandsisen smelter.

Mikroorganismerne der lever på indlandsisens overflader omfatter en række meget specialiserede organismer, der kan modstå den stærke ultraviolette stråling. Sektionen arbejder også med at forstå bioremediering i Arktis, frigivelse af drivhusgasser fra permafrostjorde samt plante mikrobe interaktioner i arktiske egne herunder kartoffel dyrkning i Grønland.  Forskingen gennemføres med udbredt brug af sekventeringsteknologier.

Forekomst og økologi af patogene mikroorganismer og deres virulensgener i miljøet

Mange humanpatogene mikroorganismer forekommer også i det eksterne miljø og denne del af deres levevis er væsentligt dårligere belyst end deres liv som patogener, skønt det kan have stor betydning for human eksponering og sandsynligvis også for udviklingen af de patogene egenskaber.

Denne forskning i krydsfeltet mellem mikrobiel økologi og medicinsk mikrobiologi undersøger betydningen af miljøet som levested og for udvikling af patogener samt for deres spredning og menneskers eksponering. Forskningen er en forudsætning for vores grundlæggende forståelse af årsagerne til en række forskellige infektionssygdomme og rummer et stærkt forebyggelsesperspektiv. Det overordnede mål er at undersøge

Øko-industriel systemanalyse (EISA)

Herudover arbejder sektionen med analyser af lokale og regionale strategier for bæredygtig ressourceudnyttelse, herunder udvikling af cirkulære stofkredsløb med henblik på at afhjælpe forurening af miljøet og udledning af klimagasser igennem en mere hensigtsmæssig og effektiv udnyttelse af ressourcerne.  Udvidede økoindustrielle LCA (Life Cycle Assessment) analyser af stofstrømme og risikoanalyser af resulterende miljø og sundhedseffekter er centrale metoder.

Intelligent recirkulering af organiske affaldsstrømme mellem land og by skal sikre, at elementerne N, P og C tilbageføres til landbruget på en sikker og bæredygtig måde samtidig med, at en del af den organiske fraktion udnyttes til produktion af bioenergi.

Mikroorganismer udfører de centrale processer i de vigtigste konverteringsled af den teknologiske del af dette system samt i landbrugsjorden.