Nach über 150 Jahren umfangreicher Forschung zur Evolution früher Hominini und ihrer Umweltanpassungen sind immer noch grundlegende Fragen der Stammesgeschichte unserer Vorfahren offen. So sind die Ernährungsweisen früher (größer als 2.0 Ma) Homo sp. und Paranthropus boisei und deren Entwicklung sowie ihre Adaption an ökologische und klimatische Bedingungen noch nicht geklärt. Dies ist auf die extrem seltenen älter als 2 Ma datierten Fossilfunde von Homo und P. boisei zurückzuführen. Des Weiteren ist wenig über die Paläoökologie von Hominini-Fundstellen im Süden des Ostafrikanischen Grabens (EAR), nahe des Überganges von großen Grass- zu Baumsavannen bekannt. In Ostafrika beschränken sich Rekonstruktionen der Ernährungsweisen von Homo und Paranthropus boisei auf Fossilien aus dem östlichen Ast des EAR. Isotopendaten deuten im Turkana Becken vor ca. 2 Ma auf zwei Gruppen mit deutlichen Unterschieden in ihrer Nahrungsaufnahme: P. boisei ernährte sich vorwiegend von C4-Biomasse, während Homo vermehrt C3-Ressourcen konsumierte. Die Paläoökologie dieser Region war durch gleichbleibend heiße Temperaturen mit einer Entwicklung zunehmend offener C4-Grasslandschaften, der heutigen Somali-Masai Savanne, geprägt. Im Gegensatz zu den gut untersuchten Bereichen in Kenia, werden im Rahmen dieses Projekts zwei Hominini-Fundstellen im wenig untersuchten südlichen Teil des EAR analysiert: (1) die Plio-Pleistozänen Chiwondo/Chitimwe Sedimente (Karonga Becken, N Malawi), welche Fossilien von H. rudolfensis und P. boisei (ca. 2.4 Ma) führen, und damit die einzige Hominini-Lokalität in der heutigen bewaldeten Sambesischen Savanne sind, und (2) die Pleistozänen mit H. erectus (ca. 0.7 Ma) assoziierten Manyara Ablagerungen (Manyara Becken, N Tansania) knapp nördlich des Übergangs zur heutigen C4-dominierten Somali-Masai Grasssavanne,.Das Projekt profitiert von exzellenten, auf Geochemie spezialisierten Einrichtungen, um die Adaption früher Hominini zu untersuchen: innovative Methoden der Clumped Isotope Geochemie und U-Pb-Datierung werden ebenso angewandt wie etablierte d13C, d18O und dD Isotopenmessungen. Besonders hervorzuheben sind auch die zur Verfügung stehenden Proxys: die Senckenberg-Sammlungen, die auch einen der ältesten Funde der Gattung Homo bereitstellen, ICDP Bohrkerne vom Lake Malawi, und im Verlauf des Projektes neu gewonnene Proben. Das Projekt beinhaltet drei Arbeitspakete: I) Ernährung von H. rudolfensis und P. boisei, II) Plio-Pleistozäne Paläotemperaturen des südostafrikanischen Savannen-Ökosystems und III) Plio-Pleistozäne Paläovegetation der Manyara Sedimente. Die Ergebnisse ermöglichen einen umfassenden und innovativen Vergleich von Paläotemperaturen, Ökosystem-Strukturen und früher Hominini-Ernährung über eine Baum- und Grasslandsavannengrenze in Südostafrika hinweg. Der notwenige geochronologische Rahmen wird durch U-Pb-Datierungen geschaffen; dies werden die ersten absoluten Alter für die bisher nur grob datierten Karonga Becken Sedimente sein
In dem Projekt sollen auf biotischen Proxies basierende quantitative Methoden zur Klima- und Umweltrekonstruktion in terrestrischen Environments und in verschiedenen Klimasystemtypen (Greenhouse-, Intermediär- und Icehouse-Klimasystem) verbessert, weiterentwickelt und angewendet werden. Ausgehend von den bisherigen Ergebnissen sowie den wissenschaftlichen Anforderungen im Bereich der Paläoklima- und Paläoumweltforschung sollen folgende Themenkomplexe bearbeitet werden: 1. Ausbau der neu entwickelten Methoden der 'Probability Coexistence Thermosphere' (PCT) und der 'Modern Analogues Vegetation Types' (MAV). 2. Verbesserung des CLAMP-Verfahrens für europäische Floren durch Entwicklung eines neuen Eichdatensatzes mit Hilfe von sogenannten 'synthetischen Floren'. 3. Entwicklung von neuen Verfahren (a) zur Rekonstruktion der Baum-/bzw. Waldgrenze mit Anwendungen auf das Känozoikum der Alpen und (b) zur 'objektivierbaren' Parallelisierung von Pollenprofilen im Quartär. 4. Analyse natürlicher Klima- und Umweltschwankungen unter dem Aspekt der selbstorganisierten Kritizität: Insgesamt wird mit diesen Arbeiten auch ein wesentlicher Beitrag zu einem besseren Verständnis der natürlichen Klimadynamik sowie der Wechselwirkungen zwischen Klima und Biosphäre geleistet.
Vegetationsökologische und klimatologische Grundlagen sowie Landnutzungsänderungen in Afrikas größtem alpinen Ökosystem ermöglichen der interdisziplinären Paläoforschung die Interpretation von Analysedaten, insbesondere durch die ökologischen Zeigerwerte in den dominanten Vegetationseinheiten der Hochflächen in den Bale Mountains. Plotbasierte floristisch vollständige Vegetationsaufnahmen dienen der Feststellung klimatischer Gradienten und Schwellenwerte von Zeigerpflanzen sowie von Störungszeigerpflanzen der Weidewirtschaft und natürlicher Störungen durch bodenwühlende Kleinsäuger. Fernerkundung und Vergleichsphotographie helfen die Dynamik afroalpiner Ökosysteme und des Erica-Strauchgürtels an der oberen Waldgrenze zu quantifizieren. 10 Klimastationen werden die Niederschlags- und Temperaturgradienten der Bale Mountains erfassen. Die vorherrschenden Luftströmungen dieses Berglandes am Horn von Afrika werden durch ihre Isotope charakterisiert und sind damit die aktualistische Grundlage der Paläo-Klimatologie.
Während eines Geländeforschungsaufenthaltes im Süden Alaskas sollen im Spätsommer 2000 (1) in drei Untersuchungsgebieten (Valdez, Cordova und Yakutat Area) pflanzensoziologische und bodenkundliche Untersuchungen zur vegetationskundlich-ökologischen Differenzierung des von Picea sitchensis bestimmten boreo-temperierten Küstenregenwaldes besonders in Abhängigkeit vom Salinitätsgradienten an küstennahen Standorten sowie (2) im Bereich des Thompson Pass (östlich von Valdez) datierte Pollen- analysen zur Ermittlung des Zeitpunktes des spätholozänen Einwanderns von Küstenregenwald-Baumarten und deren mögliche Interaktion mit boreal-kontinentalen Arten und (3) Baumbohrkerne für dendroökologische Studien zur Dynamik des Waldgrenzökotons gewonnen werden.
Die überbaubare Grundstücksfläche nach § 23 Baunutzungsverordnung (BauNVO) kann durch Baugrenzen, Baulinien und Bautiefen Bestimmt werden. Die Baugrenze ist in einem Bebauungsplan als blaue Strich-Strich-Punkt-Linie dargestellt und markiert den Bereich, innerhalb dessen ein Grundstück bebaut werden darf. Die Bebauung muss dabei nicht zwingend an diese Baugrenze heranreichen, sondern kann innerhalb eines Baufensters unter Einhaltung der erforderlichen Abstandsflächen frei auf dem Grundstück positioniert werden. Über die Baugrenzen hinaus darf jedoch nicht gebaut werden. Die Baulinie ist als rote Punkt-Punkt-Strich-Linie ausgeführt. Ist eine Baulinie festgesetzt, so muss entlang dieser gebaut werden. Ziel einer Baulinie ist es meist, eine durchgehende Häuserflucht in der Straße zu erzielen.
Das Projekt untersucht die Biodiversität alpiner Waldökosysteme im Hinblick auf die genetische Diversität sowohl innerhalb als auch zwischen den fünf Hauptbaumarten (Abies alba, Larix decidua, Picea abies, Pinus cembra, Pinus mugo). Die Baumarten werden entlang von 15 Höhentransekten aus dem gesamten Alpenraum studiert, welche jeweils vom Talboden bis zur Baumgrenze angelegt wurden. Das Eigenprojekt ist ein Folgeprojekt eines EU-Projektes zur weiteren Beobachtung der bestehenden Versuchsflächen.
Glufosinat (oder Phosphinotricin) ist ein vergleichsweise modernes Herbizid, das seit etwa 25 Jahren in Gebrauch ist. Bei der Verbindung handelt es sich um eine Aminosäure; üblicherweise bezeichnet man das DL-Racemat als Glufosinat, das L-Enantiomer als Phosphinothricin. Die Verbindung ist Teilstruktur eines von den Pilzen Streptomyces viridochromogenes und Streptomyces hygroscopicus produzierten natürlichen Antibiotikums (Tripeptid: L-Alanin-L-Alanin-L-Phosphinothricin). Neben seiner antibakteriellen Wirkung zeigt Glufosinat eine nicht-selektive herbizide Wirkung. Der antibakterielle und herbizide Effekt geht nur vom L-Enantiomer aus; das D-Enantiomer ist inaktiv. Sowohl Glufosinat (Racemat) als auch das Tripeptid (Bialaphos oder Bilanaphos; mit L-Enantiomer) werden als Herbizide vermarktet. Die herbizide Wirkung von Phosphinothricin beruht auf einer Inhibition der Glutaminsynthetase. Glufosinat weist günstige ökotoxikologische Eigenschaften auf, z.B. bezüglich Versickerung, Abbau sowie Toxizität gegenüber Tier und Mensch. Auf Grund dieser Eigenschaften ist Glufosinat ein geeigneter Kandidat zur Herstellung gentechnisch modifizierter Herbizid-resistenter Pflanzen, um Glufosinat auch selektiv - im Nachauflauf - einsetzen zu können. Dazu wurden verschiedene Spezies, wie z.B. die Zuckerrübe, mit dem bar-Gen aus Streptomyces hygroscopicus transformiert. Das bar-Gen codiert für eine Phosphinothricin-N-acetyltransferase, die Phosphinothricin zum nicht herbizid-wirksamen, stabilen N-Acetylderivat umsetzt. Bei entsprechend hoher Expression des bar-Gens resultiert eine Glufosinat-resistente Pflanze. Ein Ziel unseres Forschungsvorhabens war es, den Metabolismus von Glufosinat und der einzelnen Enantiomere (L- und D-Phyosphinothricin) in transgenen und nicht transgenen Pflanzenzellkulturen zu untersuchen. Die transgenen Kulturen, die von der Zuckerrübe (Beta vulgaris) stammten, waren mit dem bar-Gen transformiert, exprimierten demnach die Phosphinothricin-N-acetyltransferase. Sie wurden aus entsprechenden Sprosskulturen initiiert. Daneben wurden nicht-transgene Kulturen von Zuckerrübe, Karotte (Daucus carota), Fingerhut (Digitalis purpurea) und Stechapfel (Datura stramonium) untersucht. In einer zweiten Versuchsserie wurden abgetrennte Sprosse und Blätter von 20 Wildpflanzen auf den Metabolismus von Glufosinat untersucht. Es sollte überprüft werden, ob qualitative und quantitative Unterschiede im Umsatz des Herbizids im Pflanzenreich vorkommen und möglicherweise eine natürliche (teilweise) Resistenz gegenüber Glufosinat existiert. Schließlich wurde das Schicksal des Herbizids im Boden (Abbau, Versickerung) nach Aufbringung des Wirksstoffs in einer handelsüblichen Formulierung auf ein bewachsenes Versuchsfeld im Freiland untersucht.
Im Rahmen einer vorhergehenden Studie (FWF P13782-BIO, 'Ecological significance of winter-embolism in conifers (Picea abies L. Karst., Pinus cembra L.) at the alpine timberline') wurde nachgewiesen, dass Winter-Embolien als typische Phänomene in Koniferen an der alpinen Waldgrenze auftreten. Dabei führen Gasblasen, die durch Frosttrocknis und möglicherweise durch Gefrier-Tau-Zyklen induziert werden, zu einer Blockade des Wassertransportsystems (Xylem). Obwohl Bäume an der alpinen Waldgrenze Adaptationen zur Vermeidung von Embolien aufweisen, wurden in einigen Arten extreme Leitfähigkeitsverluste beobachtet. Es ist deshalb anzunehmen, dass Winter-Embolien für das Leben und sogar Überleben von Bäumen des Waldgrenzökotons von Bedeutung sind. Mit dem eingereichten Projekt sollen Auswirkungen von Embolien und Recovery-Prozesse untersucht werden: Wir erwarten, dass Embolien Beeinträchtigungen von Wasserhaushalt, Photosynthese und Wachstum verursachen und andererseits leistungsfähige Wiederbefüllungsmechanismen und die Bildung von neuem Xylem diese negativen Effekte reduzieren. Um diese Hypothesen zu überprüfen sollen Untersuchungen unter natürlichen- und in Experimenten unter manipulierten Bedingungen bei Jungpflanzen, Zweigen und erwachsenen Koniferen (Picea abies (L.) Karst, Pinus cembra L., Pinus mugo Turra) kombiniert werden: Mit Druckkragen-Experimenten sollen sowohl die Auswirkungen von Embolien als auch Wiederbefüllungsvorgänge unter kontrollierten Bedingungen untersucht werden. Dazu ist unter anderem die Entwicklung einer Kavitationskammer geplant, die die künstliche Induktion von Embolien in Stämmen ausgewachsener Bäume ermöglichen soll. Zusätzlich werden Freilandexperimente, bei denen Manipulationen an natürlich embolierten Zweigen (z.B. Entfernen der Borke) durchgeführt werden, Aufschluss über für die Wiederbefüllung notwendige Bedingungen geben. Außerdem soll die Dynamik von Wiederbefüllung und Xylembildung unter natürlichen Bedingungen an der alpinen Waldgrenze untersucht werden. Das geplante Projekt soll unser Wissen über die Bedeutung von Winter-Embolien für alpine Baumarten erweitern und eine Abschätzung der Relevanz bezüglich der Bildung der Waldgrenze ermöglichen. Außerdem könnten sich die untersuchten Koniferenarten als ideale Modellpflanzen für die Untersuchung von Wiederbefüllungsprozessen erweisen, einem wichtigen aber noch kaum verstandenen Phänomen in Gefäßpflanzen.
Arbeitsziele: 1) Quantifizierung von Baum- und Strauchgrenzverschiebungen im Uralgebirge unter Einfluss ökologischer und klimabedingter Faktoren, 2) Abschätzung des Potentials für Biodiversitätsänderungen (über- und unterirdisch) mit sich wandelnder Vegetationshöhengrenze, 3) Auswirkungen von Baumgrenzverschiebungen auf den Nährstoffkreislauf in Pflanzen und Böden, 4) Auswirkungen von Baumgrenzverschiebungen auf die Kohlenstoffspeicherung in Vegetation und Böden, 5) Datensynthese mit Modellierung. Allgemein gefasst wollen wir Ökosystemveränderungen an mindestens drei Höhengradienten vom geschlossenen Wald bis hin zur Strauchgrenze bearbeiten. Diese Höhengradienten repräsentieren Umweltgradienten von harschen Bedingungen in der alpinen Tundra zu eher gemäßigten Bedingungen im Wald und sind daher eine konzeptionelle Zeitreihe von klimainduzierten Veränderungen, die durch historische Fotografien und Baumaltersstrukturen belegt sind. Dieses Förderprojekt stellt eine ökologische Feldforschung entlang von Klima und Strukturgradienten im Uralgebirge dar. In diesem Projekt sollen dendroökologische Methoden der Baum- und Strauchforschung, bodenökologische Forschung mit Biomarkern, Luftbildauswertung und Modellierung zusammenkommen. Insbesondere werden wir auf rezente Veränderungen achten, die durch historische Fotos belegt sind. Dabei soll die Verschiebung der Baum und Strauchgrenzen im Feld und nachträglich mit Fotos quantifiziert werden, die Reaktionen auf Extremereignisse abgeschätzt werden und die Extrapolation mit Hilfe von GIS erfolgen. Ergebnisse der Studie sollen Aufschluss über die klimabedingten Auswirkungen dieser sensiblen Ökosysteme und ihrer Funktionen geben.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 24 |
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| Land | 1 |
| Type | Count |
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| Förderprogramm | 24 |
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| geschlossen | 1 |
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