Freshwater lakes represent a major natural source of methane to the atmosphere, a potent greenhouse gas with critical climatic implications. Particularly in stratified lakes methane can potentially build up to high concentrations in the anoxic hypolimnion and be emitted by a variety of flux mechanisms. Microbial methane oxidation, which is principally mediated by anaerobic archaea and aerobic proteobacteria, is the only process impeding methane emissions from lacustrine waters. The majority of occurring methane oxidation in lakes has been ascribed to aerobic methanotrophs, which are preferably located at oxic/anoxic interfaces in both sediments and water columns. However, there is increasing evidence that methane is also oxidized in anoxic hypolimnia of lakes, where oxygen is not available as an oxidizing agent. It is speculated that electron acceptors such as nitrate, nitrite and iron- or manganese oxides could be of relevance there. Though the microorganisms mediating these processes remain elusive, recent laboratory studies revealed novel methanotrophs and pathways for methane oxidation, which could also be essential in lakes. [...]

Methan ist ein starkes Treibhausgas und hoch relevant für Klimafragen. Wichtige Quellen des natürlichen Ausstosses von Methan in die Atmosphäre sind Süsswasserseen. Besonders in geschichteten Seen können hohe Konzentrationen von Methan im anoxischen Hypolimnion akkumuliert und auf verschiedenste Weise emittiert werden. Einzig durch mikrobielle Methanoxidation, welche prinzipiell durch anaerobe Archeaen und aerobe Proteobakterien durchgeführt wird, kann der Ausstoss von Methan aus Seen unterbunden werden. Der Hauptteil der mikrobiellen Methanoxidation wird aeroben methanotrophen Bakterien zugeschrieben, welche sich vorzugsweise in oxisch/anoxischen Grenzschichten von Sedimenten oder Wassersäulen aufhalten. Zunehmend gibt es jedoch Hinweise, dass Methan auch im anoxischen Hypolimnion oxidiert wird, also ohne Verfügbarkeit von Sauerstoff als Oxidationsmittel. Stattdessen könnten unter diesen Bedingungen alternative Elektronenakzeptoren, wie Nitrat, Nitrit und Eisen- oder Manganoxide eine Rolle spielen. Bislang konnte nicht geklärt werden, welche Mikroorganismen diese Prozesse steuern, jedoch wurden kürzlich in Laborstudien neue methanotrophe Mikroorganismen entdeckt, welche ebenfalls eine wichtige Rolle in Seen spielen könnten. [...]