Prof. Dr. Kirsten Küsel

Forschungsschwerpunkte: Geomikrobiologie, biogeochemische Stoffkreisläufe, Grundwasserökologie, Tiefe terrestrische Biosphäre, Omics-Technologien

Kirsten Küsel ist Geoökologin und Mikrobiologin. Sie untersucht Mikrobiome von extremen und schwer zugänglichen Habitaten, insbesondere in Gestein, Sedimenten und im Grundwasser. Ihr interdisziplinärer Ansatz kombiniert molekulare und geochemische Methoden, um mikrobielle Gemeinschaften, ihre diversen Funktionen und Interaktionen und deren Bedeutung für biogeochemische Kreisläufe zu verstehen. 

Kirsten Küsel arbeitet auf dem Gebiet der Geomikrobiologie. Dieses interdisziplinäre Forschungsfeld verbindet Mikrobiologie, Geowissenschaften und Biogeochemie. Im Zentrum ihrer Arbeit steht das Zusammenspiel zwischen Mikroorganismen und ihrer geologischen Umgebung – also die Frage, wie Mikroben geochemische Prozesse beeinflussen und zugleich durch Umweltbedingungen wie Mineralogie, Redoxverhältnisse und Nährstoffverfügbarkeit geprägt werden.

Sie untersucht insbesondere mikrobielle Aktivitäten entlang von Redoxgradienten in Böden, Sedimenten, Gesteinen und Grundwasser. Ihre Forschung liefert wichtige Erkenntnisse zu globalen Stoffkreisläufen, zur Gesteinsverwitterung, Mineralbildung sowie zu Umweltveränderungen im Anthropozän. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf der Rolle von Mikroorganismen in Eisen- und Kohlenstoffkreisläufen. Sie erforscht, wie Bakterien und Archaeen Eisen in verschiedenen Oxidationsstufen umwandeln – durch mikrobielle Eisenoxidation oder -reduktion – und welche Auswirkungen dies auf die Verfügbarkeit von Nährstoffen, die natürliche Reinigung von schwermetallbelasteten Gewässern und auf den globalen Kohlenstoffhaushalt hat.

Darüber hinaus widmet sie sich mikrobiellen Lebensgemeinschaften in der tiefen terrestrischen Biosphäre. Diese extremen Lebensräume – etwa Grundwasserleiter – sind durch Energie- und Nährstoffarmut geprägt. Dennoch spielen dort lebende Mikroorganismen eine zentrale Rolle in der Kohlenstofffixierung und zeichnen sich durch ein sehr effizientes Recyclen von Bausteinen des Lebens aus. Durch den Nachweis von degradierten mikrobieller DNA-Spuren in Gesteinen können Rückschlüsse auf frühere Stoffwechselleistungen gezogen werden, wodurch neue Perspektiven auf die Anpassungsfähigkeit des Lebens unter extremen Bedingungen eröffnet werden.

Methodisch kombiniert sie molekularbiologische, mikrobiologische und geochemische Ansätze. Sie nutzt unter anderem hochauflösende DNA-Sequenzierung, Metagenomik, Isotopen- und Ratenmessungen sowie Mikroelektrodenanalysen. Mit diesen Methoden lassen sich mikrobielle Aktivitäten direkt vor Ort (in situ) analysieren – auch in schwer zugänglichen Habitaten. So gelingt es, mikrobielle Prozesse präzise zu charakterisieren, quantitativ zu erfassen und ihre ökologischen Wechselwirkungen zu entschlüsseln.