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Sameneigenschaften von Pflanzen alpiner Lebensräume - Eine Klassifizierung und funktionelle Analyse

Globale Erwärmung und veränderte Landnutzung haben in neuerer Zeit bereits zu merklichen Änderungen der alpinen Vegetation geführt. Dem Überdauerungsvermögen alpiner Arten am Wuchsort und ihrer Fähigkeit zur Ausbreitung kommt mit zunehmender Dynamik von Umweltveränderungen eine besondere Bedeutung zu. Notwendige Grundlage von Prognosen zu Vegetationsveränderungen, aber auch von evolutionsbiologischen Modellen, ist die Kenntnis ausbreitungs- und überdauerungsrelevanter Samenmerkmale, die ich für den größten Teil der alpinen und subalpinen Pflanzenarten während meines Aufenthaltes in Basel erstellen konnte. Der Datensatz enthält Angaben über Gewicht, Form, Ausbreitungstyp u.a. Eigenschaften von ca. 540 Arten der Alpen, die z.T. aus eigenen Aufsammlungen, v.a. aber aus dem umfangreichen Samenherbar des Botanischen Institutes stammen. Zusätzlich wurde die Variabilität des Diasporengewichtes (DG) für einige Arten auf der Populationsebene, und in Abhängigkeit von der Meereshöhe gemessen. Eine zentrale Frage war, welche Eigenschaften der adulten Pflanze (Wuchshöhe, Lebensform, Lichtzahl, Feuchtezahl u.a.) mit dem DG korreliert sind, und ob sich das DG alpiner Arten signifikant von dem der Arten tieferer Regionen unterscheiden. Ein phylogenetisch balancierter Vergleichs-Datensatz, der die DG s und Eigenschaften von Arten tieferer Regionen umfasst, steht kurz vor der Vollendung. Erste vergleichende Analysen innerhalb zweier artenreicher Pflanzenfamilien zeigten ein signifikant höheres Diasporengewicht der alpinen Arten. Eine signifikante Veränderung des DG s mit der Höhe konnte anhand der Untersuchung von ca. 50 Populationen von Carex flacca nicht gefunden werden. Keimungsökologische Studien zu zwei alpinen Carex-Arten wurden abgeschlossen und ausgewertet. Beide Arten haben die Fähigkeit, eine Diasporenbank im Boden aufzubauen, und besitzen Dormanzeigenschaften, die den Keimungszeitpunkt auf eine kurze Periode nach der Schneeschmelze eingrenzen.

Molecular Weevil Identification (MWI)

Rüsselkäfer (Curculionoidea) sind eine der diversesten Käfer-Überfamilien, mit weltweit über 100.000 Arten und ca. 6.000 Arten in Europa. Viele Arten zeigen eine starke Wirtspflanzenbindung; adulte Tiere ernähren sich hauptsächlich von Blättern, Larven von Wurzeln. Einige spezialisieren sich auf Totholz. Aufgrund ihrer phytophagen Lebensweise sind etliche Arten wirtschaftlich relevante Boden-, Pflanzen- oder Nahrungsmittel-Schädlinge. Andere wiederum können als Bioindikatoren dienen, z.B. in Bezug auf Waldalter. Die taxonomische Stellung zahlreicher Rüsselkäfer ist immer noch ungeklärt und die Artidentifizierung etlicher Taxa kann nur durch Spezialisten durchgeführt werden. Das Molecular Weevil Identification (MWI) Projekt, in dem das Museum Koenig mit dem Curculio-Institut kooperiert, soll das Fundament legen für eine integrative, molekular-morphologische Rüsselkäfertaxonomie für Europa, und soll helfen Rüsselkäfer mittels DNA-Barcoding zu identifizieren. Für diesen Zweck werden sowohl morphologische (trocken präparierte) Rüsselkäfer- als auch DNA- und Gewebesammlungen am ZFMK aufgebaut, verknüpft mit einer DNA-Barcode-Referenzbibliothek. In Anbetracht der enormen Diversität von Rüsselkäfern in Europa bleibt diesbezüglich viel zu tun und weitere Partner, die etwas zum Projekt beisteuern möchten, sind sehr willkommen!

Bambusbewohnende Bohrfliegen Südostasiens (Tephrittidae: Acanthonevrini und Gastrozonina) - Lebenszyklusstrategien und Evolution einer 'ungewöhnlichen' Fliegengruppe

Die Acanthonevrini und Gastrozonina umfassen über 100 Arten und sind die einzigen Bohrfliegen, die an monokotyledonen Pflanzen leben. Die meisten dieser als ursprünglich geltenden Bohrfliegen kommen in der orientalischen Region vor. Ihre Larven minieren hauptsächlich an Bambus, vor allem in lebenden oder abgestorbenen jungen Sprösslingen. Eigene Untersuchungen an 'Bambus-Tephritiden' haben gezeigt, dass diese Tiere sehr vielfältige und ungewöhnliche Lebensweisen haben. Larven mancher dieser eigentlich terrestrischen Tiere sind aquatisch, andere Arten haben komplexe Balzverhaltensweisen entwickelt, bei denen die Männchen schaumartige Substanzen als 'Brautgeschenke' übergeben. Die Larven einiger Arten nutzen Bohrlöcher von Käfern, um in den Bambushalm zu gelangen. Das Forschungsvorhaben soll in zwei klimatischen unterschiedlichen Gebieten stattfinden: in West-Malaysia und Nord-Thailand. Die Freilandarbeiten in beiden Gebieten sollen hauptsächlich in den Monaten Juli bis Dezember erfolgen, d.h. in der Jahreszeit, in der junge Bambussprösslinge nachwachsen. Die Hauptziele des geplanten Projektes sind, neben bisher üblichen morphologischen Untersuchungen auch die Biologie der Bambustephritiden detailliert zu untersuchen, um dann mit unterschiedliche Datensätze (Morphologie der Adulten, Larven, Verhalten) ihre Phylogenese mit kladistischen Methoden zu rekonstruieren. Auf dieser Grundlage wollen wir testen, wie sich bestimmte Lebenszykluscharaktere oder Balzrituale entwickelt haben könnten. Von der Untersuchung erwarten wir, dass sie unser Verständnis über die Evolution der gesamten Familie Tephritidae er....

Solarthermie-Demonstrationsanlage Katholische Jugendfreizeitstätte Kleinkühren

Gebäudecharakteristik und Konzeption der Anlagentechnik: Die Jugendbildungsstätte 'Kührener Brücke' ist eine Einrichtung mit 36 Betten und Vollverpflegung, überwiegend für Kinder- und Jugendgruppen. Es ist ein massives Haus mit Satteldach, Bruttogeschossfläche: 1.220 qm. Die Kollektorfläche beträgt 17,6 qm. Die 8 Kollektoren sind in das Süddach des Anbaus integriert, bei einer Dachneigung von 40 Grad. Die Anlage dient zur Deckung des Warmwasserverbrauchs der Hausgäste und der Familie der Hauswirtschaftsleiterin, die ganzjährig im Hause wohnen. 1 Solarspeicher mit Schichtenladevorrichtung und einem Gesamtvolumen von 750 l. Geplante Maßnahmen zur Verbreitung: - In unserer Neuen Kirchenzeitung ist ein Artikel über die Solaranlage erschienen. - Ein neuer Hausprospekt mit Darstellung der Solaranlage ist erstellt worden. - Ein Wochenende für Jugendliche zur Solarenergie in Zusammenarbeit mit dem Kreisjugendring Plön fand im März 2001 statt. - Im Dezember 2000 feierte die Kührener Brücke 25jähriges Bestehen und auch bei dieser Gelegenheit wurde unseren Gästen die Solaranlage vorgestellt. - Die Kührener Brücke mit der Solaranlage wurde an unserem Stand auf dem Katholikentag in Hamburg vorgestellt. - Beim Landeskindertag im Jahr 2001 in der Kührener Brücke wurde die Solarenergie vorgestellt. Fazit: Wir haben hundert Kinder und Jugendliche mit dem Thema Sonnenenergie zumindest in Berührung gebracht. Wir haben viele Multiplikatoren aus den Kirchengemeinden mit dem Thema Solarenergie und erneuerbare Energien vertraut gemacht. Weiterhin durchlaufen viele Kinder, Jugendliche und Erwachsene die 'Kührener Brücke' und stoßen auf die Solarenergie. Das Bewusstsein für die Umwelt ist bei Kindern und Jugendlichen zur Zeit nicht sehr groß. Gerade deshalb ist die finanzielle Unterstützung für Solaranlagen auf öffentlichen Gebäuden sehr wichtig und die Maßnahmen zur Verbreitung ein wichtiger Baustein um die Menschen für erneuerbare Energien zu sensibilisieren. Unter den gleichen finanziellen Bedingungen würden wir es wieder machen. Gerade die begleitenden Maßnahmen haben auch zu einer Profilierung der Landesstelle der katholischen Jugend geführt.

Möglichkeiten zur Kontrolle des Drahtwums (Agriotes ssp.) im Ökologischen Kartoffelbau

Ökologisch erzeugte Speisekartoffeln werden häufig durch Larvenfraß verschiedener Schnellkäferarten, Drahtwürmer genannt, geschädigt. Dieser Sachverhalt kann zu erheblichen Sortierverlusten führen. Untersucht werden Kontrollmaßnahmen auf Basis differenzierter Bodenbearbeitung und Terminierung der Kartoffelernte sowie die Nutzung von Repellent-Pflanzen. Weiterhin findet ein intensives Monitoring des Verhaltens der männlichen Käfer durch Einsatz von Pheromonfallen statt. Das Monitoring erfolgt seit 2004, die Feldversuche werden seit 2005 durchgeführt.

Charakterisierung des Wasserhaushalts und Nährstoffhaushalts von Buchen in Abhängigkeit von Klima und Bewirtschaftung

Die Verfügbarkeit von Wasser, die zum einen durch klimatische Faktoren, zum anderen kleinräumig durch waldbauliche Maßnahmen modifiziert wird, ist ein entscheidender Faktor, der Wachstum und Vitalität und somit auch die geographische Verbreitung der Buche beeinflusst. Veränderungen des Wasserhaushalts der Vegetation wirken sich ebenfalls auf den Nährstoffhaushalt aus, so dass beide Prozesse gemeinsam betrachtet werden. Die Charakterisierung des Wasserhaushaltes in Abhängigkeit von Klima (mesoklimatischer Expositionsgradient) und Bewirtschaftung (Schirmhiebe)soll ausgehend von einem Einzelbaumansatz mittels Xylemflussmessungen, Messungen des Wasserpotenzials und Bestimmung der C-, O- und N-Isotopensignaturen an adulten und jungen Bäumen erfolgen und mit Hilfe von Modellrechnungen auf die Bestandesebene extrapoliert werden. Weiterhin sollen die Isotopensignaturen in Phloem, Blättern und Holz auf ihre Eignung als Werkzeuge zur Regionalisierung des Wasserhaushalts überprüft werden. Der Nährstoffstatus wird anhand der Messungen und Modellierung der Aufnahme des wachstumslimitierenden Nährelements N aus dem Boden für adulte und junge Buchen charakterisiert. Es wird erwartet, dass sich die Untersuchungsparameter auf den verschiedenen Standorten in Abhängigkeit von Klima und Bewirtschaftung verändern und somit Rückschlüsse auf die Reaktions- und Anpassungsfähigkeit des Wasser- und Nährstoffhaushalts von Buchenbeständen gezogen werden können. Für diese Analyse wird eine gemeinsame Betrachtung des Wasser- und Nährstoffhaushalts des Bodens (Anträge Hilfebrand und Papen) und des Wasser- und Strahlungshaushaltes der Atmosphäre (Antrag Mayer) durchgeführt.

Generationsübergreifendes Lernen in der Umweltbildung

Schwerpunktprogramm (SPP) 516: Evaluation of the "Meteor" Expeditions; Auswertung der Meteor-Expeditionen, Artendiversität der Tiefsee-Copepoda (Harpacticoida) des Angolabeckens (M 48/1)

Im Rahmen des internationalen Großprojektes DIVA soll die Artenvielfalt der Tiefseeharpacticoida (Copepoda) des Angolabeckens untersucht werden. Dafür sind vier Stationen quantitativ auf dem Fahrtabschnitt M 48/1 beprobt worden. Pro Station liegen bis zu sieben Repliken vor, so dass die Analysen erstmals mit Hilfe statistischer Tests absicherbar sein werden. Alle in den Proben vorhandenen adulten Harpacticoida sollen bis zur Familie bestimmt werden. Die Artbestimmung soll sich auf vier Taxa (Argestidae, Pseudotachidiidae, Huntemanniidae, Neobradyidae) konzentrieren. Für jede Probe soll die Artenzusammensetzung sowie die Abundanz der einzelnen Arten als Grundlage für eine Untersuchung der Diversitätsmuster ermittelt werden. Die Diversität soll sowohl kleinräumig durch Vergleich der Einzelrepliken einer Station als auch großräumig durch Vergleich des Materials der vier beprobten Stationen untersucht werden. Es wird sich zeigen, wie groß die Areale einzelner Arten sind bzw. wie hoch der Anteil weit verbreiteter und lokaler Arten ist. Im Vergleich mit den Ergebnissen anderer Expeditionen (z.B. ANDEEP) wird sich daraus letztlich abschätzen lassen, wie hoch die Gesamtartenzahl der Harpacticoida in der Tiefsee sein könnte. Zusätzlich zu den Diversitätsuntersuchungen sollen ausgewählte Teiltaxa systematisch bearbeitet werden. Andere Gruppen der Meiofauna werden an Kooperationspartner weitergegeben oder zusätzlich von uns bearbeitet.

Förderung von Taxonomischem Wissen als Grundlage für den Naturschutz - Erfolge, Defizite und Perspektiven, Teilvorhaben: Projektkoordination

Generationenübergreifende Anpassungstrategien an Ozeanversauerung und -erwärmung in Fischen

Anthropogene CO2 Emissionen werden zum Teil von den Ozeanen absorbiert und führen zu erniedrigten marinen pH und Karbonatwerten, dieser Prozess wird Ozeanversauerung genannt. Ozeanversauerung geht mit Ozeanerwärmung einher, zusammen bedrohen beide Umweltveränderungen das Leben im Meer. Fische wurden bisher als recht unempfindlich gegenüber diesen Veränderungen im Meerwasser eingeschätzt, da sie über hoch entwickelte Säure-Base- und Ionenregulation verfügen. Daher haben nur wenige physiologische Studien den Einfluss von Hyperkapnie auf die Physiologie und das Verhalten von Fischen untersucht, und häufig wurden dabei auch CO2 Partialdrücke eingesetzt, die weit jenseits der vom IPCC prognostizierten Werte für die nahe Zukunft liegen. Weiterhin wurden bisher nur wenige Lebensstadien untersucht, obwohl es immer mehr Anhaltspunkte dafür gibt, dass besonders die frühen Lebensstadien, die noch nicht über voll ausgeprägte homeostatische Kapazitäten und Verhaltenrepertoire verfügen, besonders empfindliche gegenüber OAW reagieren. Weiterhin lassen viele aktuelle Studien eine integrative Analyse von physiologischen Antworten auf zellulärer, Gewebe- und Ganztierebene vermissen, außerdem fehlt uns ein generelles Verständnis des evolutionären (generationenübergreifenden) Anpassungspotentials von Fischen an den Klimawandel. FITNESS versucht kritische Wissenslücken zu schließen, indem die synergistischen Auswirkungen von OAW auf Zell-, Gewebe- und Ganztierebene an verschiedenen Lebensstadien (Embryonen, Larven, Jungfische und Adulte) an warm-temperaten Wolfsbarschen (Dicentrarchus labrax) untersucht werden. Dabei untersucht FITNESS die physiologischen Reaktionen zwischen F0 und F1 Generationen von Fischen, von denen bereits die Elterntiere verschiedenen OAW-Szenarien ausgesetzt waren; weiterhin werden auch Wildpopulationen untersucht. Damit bereitet FITNESS den Weg für eine ganzheitlichere Analyse der Populationsakklimatisation und -adaptation, indem phänotypische Veränderungen mit Darwin'schen Fitnessfaktoren verknüpft und die Vererbbarkeit physiologischer Schlüsselparameter untersucht werden. Um weiterhin unser Ursache-Wirkungs-Verständnis von OAW voran zu treiben, werden konzeptionelle Modelle eingesetzt, die die Antworten auf Zell-, Gewebe- und Ganztierebene parametrisieren und in physiologisch-bioenergetische Modelle einfließen lassen, um mögliche Anpassungskapazitäten und Abstriche in Wachstum, Reproduktion und Mortalitätsrisiko abzuschätzen. FITNESS profitiert dabei von den großzügigen Aquakulturkapazitäten in Frankreich, in denen eine große Anzahl von Fischen (größer als 1000) über zwei Generationen hinweg sowohl unter Labor- als auch unter Feldbedingungen verfolgt werden kann. Weiterhin kommen FITNESS die enge Zusammenarbeit mit aktuellen Ozeanversauerungsprojekten in Deutschland (BIOACID) und Portugal zugute, die sich mit Kalt- bzw. Warmwasserfischen beschäftigen und somit Vergleiche über einen weiten Bereich von Temperaturfenstern erlauben.

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