Damit Ökosystemdienstleistungen, die beispielsweise der Bodenfruchtbarkeit und -gesundheit dienen, mit einer hohen Rate erbracht werden können, ist eine größere und aktivere mikrobielle Biomasse (MB) im Boden von Vorteil. Die MB wird häufig über die Chloroform-Fumigation-Extraktion von Kohlenstoff (C), Stickstoff (N) und Phosphor (P) bestimmt und diese drei Elemente weisen eine homöostatische Stöchiometrie auf. Mikroorganismen bestehen jedoch aus mehr als diesen drei Elementen und jene anderen spielen wichtige Rollen in Zellfunktionen, Wachstum, und Ökosystemdienstleistungsbezogenen Aktivitäten. Aber deren Stöchiometrie in der MB ist nicht bekannt. Gemäß dem Minimumgesetz werden Wachstum und Aktivität durch jene Nährstoffe begrenzt, die im Verhältnis zur benötigten Menge die geringste Verfügbarkeit aufweisen. Allerdings hat sich die Erkenntnis durchgesetzt, dass Co-Limitierung dominiert. Andererseits können einige Elemente wie Mangan andere wie beispielsweise Magnesium, Eisen und Zink substituieren. Das Verhältnis von C zu anderen Elementen als N und P, das für Wachstum und Aktivität im Boden benötigt wird, ist nicht bekannt. Kürzlich haben wir eine Chloroform-Fumigation-Extraktionsmethode zur Analyse weiterer MB-Elemente optimiert. Mit dieser Methode soll die MB in Bodenvarianten aus zwei Langzeitdüngeexperimenten und ihren Korngrößenfraktionen untersucht werden. Während sich erstere in ihrem Nährstoffstatus durch die verschiedenen Düngungevarianten unterscheiden, unterscheiden sich letztere durch die Diversität der Mineralien und die Qualität assoziierter organischer Bodensubstanz. In Inkubationsexperimenten sollen des Weiteren Elemente in mehreren Konzentrationsstufen zugeführt werden. Durch diese Herangehensweisen soll die Hypothese getestet werden, dass im Gegensatz zu C:N:P Elemente, die substituiert werden können, eine flexible Stöchiometrie aufweisen. Die Untersuchungen beinhalten die Messung von Bodenatmung und Enzymaktivitäten. Mittels Schrotschusssequenzierung sollen funktionelle Gene analysiert werden, die mit den Elementen in Beziehung stehen wie jene, die für Metalloproteine codieren. Es soll überprüft werden, ob das Wissen über die Stöchiometrie bioverfügbarer und MB-Elemente genutzt werden kann, um Wachstum und Aktivität der Mikroorganismen zu erhöhen. Die Ergebnisse dieses Projekts geben Einsicht in den stöchiometrischen Phänotyp der MB des Bodens jenseits von C, N und P. Dieses Wissen zusammen mit jenem über bioverfügbare Elemente soll Interessengruppen ermöglichen, die mikrobielle Gemeinschaft des Bodens durch spezifische Elementzugabe in spezifischen Konzentrationen so zu behandeln, dass Bodenfruchtbarkeit und -gesundheit sowie entsprechend Ökosystemdienstleistungen des Bodens erhöht werden.
Der Verlauf der atmosphärischen CO2-Konzentrationen während der vergangenen Klimazyklen ist durch ein Sägezahnmuster mit Maxima in Warmzeiten und Minima in Kaltzeiten geprägt. Es besteht derzeit Konsens, dass insbesondere der Süd Ozean (SO) eine Schlüsselfunktion bei der Steuerung der CO2-Entwicklung einnimmt. Allerdings sind die dabei wirksamen Mechanismen, die in Zusammenhang mit Änderungen der Windmuster, Ozeanzirkulation, Stratifizierung der Wassersäule, Meereisausdehnung und biologischer Produktion stehen, noch nicht ausreichend bekannt. Daten zur Wirkung dieser Prozesse im Wechsel von Warm- und Kaltzeiten beziehen sich bislang fast ausschließlich auf den atlantischen SO. Um ein umfassendes Bild der Klimasteuerung durch den SO zu erhalten muss geklärt werden, wie weit sich die aus dem atlantischen SO bekannten Prozesswirkungen auf den pazifischen SO übertragen lassen. Dies ist deshalb von Bedeutung, da der pazifische SO den größten Teil des SO einnimmt. Darüber hinaus stellt er das hauptsächliche Abflussgebiet des Westantarktischen Eisschildes (WAIS) in den SO dar. Im Rahmen des Projektes sollen mit einer neu entwickelten Proxy-Methode Paläoumwelt-Zeitreihen an ausgewählten Sedimentkernen von latitudinalen Schnitten über den pazifischen SO hinweg gewonnen werden. Dabei handelt es sich um kombinierte Sauerstoff- und Siliziumisotopenmessungen an gereinigten Diatomeen und Radiolarien. Es sollen erstmalig die physikalischen Eigenschaften und Nährstoffbedingungen in verschiedenen Stockwerken des Oberflächenwassers aus verschiedenen Ablagerungsräumen und während unterschiedlicher Klimabedingungen beschrieben werden. Dies umfasst Bedingungen von kälter als heute (z.B. Letztes Glaziales Maximum) bis zu wärmer als heute (z.B. Marines Isotopen Stadium, MIS 5.5). Die Untersuchungen geben Hinweise zur (1) Sensitivität des antarktischen Ökosystems auf den Eintrag von Mikronährstoffen (Eisendüngung), (2) Oberflächenwasserstratifizierung und (3) 'Silicic-Acid leakage'-Hypothese, und tragen damit zur Überprüfung verschiedener Hypothesen zur Klimawirksamkeit von SO-Prozessen bei. Die neuen Proxies bilden überdies Oberflächen-Salzgehaltsanomalien ab, die Hinweise zur Stabilität des WAIS unter verschiedenen Klimabedingungen geben. Darüber hinaus kann die Hypothese getestet werden, nach der der WAIS während MIS 5.5 vollständig abgebaut war. Die Projektergebnisse sollen mit Simulationen mit einem kombinierten biogeochemischen (Si-Isotope beinhaltenden) Atmosphäre-Ozean-Zirkulations-Modell aus einem laufenden SPP1158-DFG Projekt an der CAU Kiel (PI B. Schneider) verglichen werden. Damit sollen die jeweiligen Beiträge der Ozeanzirkulation und der biologischen Produktion zum CO2-Austausch zwischen Ozean und Atmosphäre getrennt und statistisch analysiert werden. Informationen zu Staubeintrag, biogenen Flussraten, physikalischen Ozeanparametern und zur Erstellung von Altersmodellen stehen durch Zusammenarbeit mit anderen (inter)nationalen Projekten zur Verfügung.
Weltweit ist eine rasante Zunahme des Artensterbens auch bei der Klasse Aves zu verzeichnen. Die durch Umweltzerstörung und unzählige andere menschliche Einflüsse (z. B. illegaler Handel mit teuren Wildvögeln) am meisten betroffene Tierordnung stellen die Papageienvögel dar. Derzeit ist fast ein Drittel der Papageienpopulation vom Aussterben bedroht. Eine Möglichkeit, diesen Trend aufzuhalten, besteht in der gezielten und effektiven Nachzucht bedrohter Arten in der Obhut des Menschen mit dem Ziel einer späteren Wiederauswilderung. Leider waren solche Bemühungen bisher oft erfolglos. Ein Grund hierfür besteht in dem nahezu vollständigen Fehlen fundierter wissenschaftlicher Untersuchungen zum Reproduktionsstatus, der Spermagewinnung, -analyse und -konservierung und zur künstlichen Besamung für die Ordnung der Papageien (Psittaciformes). Ziel dieses Projektes ist daher die Erarbeitung von nicht invasiven Methoden zur Bestimmung der Reproduktionssituation verschiedener Papageienspezies. Darüber hinaus soll bei diesen Vögeln eine effektive Gewinnung von Sperma sowie dessen genaue Beurteilung und optimale Nutzung langfristig etabliert werden.
Für einige Höhere Pflanzen ist die Bestäubung durch Insekten essentiell für die Fruchtbildung und Reproduktion. Um eine effiziente Anlockung zu ermöglichen, präsentieren Pflanzen ihre Blüten in eindrucksvollen Farben und Formen. Zusätzlich können Blüten eine Vielzahl von Duftstoffen emittieren. Letztere werden nicht selten tageszeitspezifisch gebildet, um spezifisch tagsüber tagaktive Bienen und nachts nachtaktive Motten anzulocken. Düfte werden auch emittiert, um Herbivoren abzustoßen oder die Fressfeinde der Herbivoren nach Befall anzulocken, um diese zu vernichten bzw. zu dezimieren (Pathogenabwehr). Während die chemische Zusammensetzung solcher emittierten Düfte bereits in vielen Fällen sehr gut untersucht ist, sind die zugrundeliegenden Biosyntheswege, die entsprechenden Enzyme und vor allem die Regulation dieser so gut wie nicht aufgeklärt. In diesem Antrag sollen Regulationsmechanismen identifiziert werden, die eine tageszeitspezifische Synthese und Emittierung von Düften ermöglichen. In Betracht kommen verschiedene Regulationsebenen, z.B. Transkription, Translation, Aktivität und Emittierung aus Duftorganen. Für die Arbeiten sind Stephanotis floribunda und verschiedene Tabakspezies ausgewählt worden, da einerseits die Zusammensetzung ihrer Düfte bekannt sind und diese Pflanzen einen Großteil ihrer Duftstoffe nachts emittieren. Ziel dieses Projekts ist es, nacht-spezifische Regulationssysteme und -netzwerke zu detektieren und zu charakterisieren, die es den Pflanzen ermöglichen, gezielt Insekten anzulocken.
Traditional Indonesian homegardens harbour often high crop diversity, which appears to be an important basis for a sustainable food-first strategy. Crop pollination by insects is a key ecosystem service but threatened by agricultural intensification and land conversion. Gaps in knowledge of actual benefits from pollination services limit effective management planning. Using an integrative and agronomic framework for the assessment of functional pollination services, we will conduct ecological experiments and surveys in Central Sulawesi, Indonesia. We propose to study pollination services and net revenues of the locally important crop species cucumber, carrot, and eggplant in traditional homegardens in a forest distance gradient, which is hypothesized to affect bee community structure and diversity. We will assess pollination services and interactions with environmental variables limiting fruit maturation, based on pollination experiments in a split-plot design of the following factors: drought, nutrient deficiency, weed pressure, and herbivory. The overall goal of this project is the development of 'biodiversity-friendly' land-use management, balancing human and ecological needs for local smallholders.
Ungefähr 90% der landwirtschaftlichen Flächen Deutschlands werden intensiv bewirtschaftet mit dem Ziel den Ertrag pro Fläche zu steigern. Diese Intensivierung der Agrarflächen führt zu einer überwiegend monotonen und verarmten Landschaft in der Bestäuber durch ein geringes Angebot an Nahrung und Nistmöglichkeiten, Habitatfragmentierung und Pestizide negativ beeinflusst werden können. Diese Faktoren, alleine oder in Kombination, können bei Bestäubern Stress auslösen, was zu morphologischen Fehlentwicklungen (z.B. asymmetrische Flügel), physiologischen Veränderungen (z.B. veränderter Pheromonproduktion), oder erhöhter Krankheitsanfälligkeit führen kann. Diese Verschlechterung der Bestäubergesundheit kann die Lebensdauer von Individuen verkürzen, aber beeinflusst auch Bestäuberverhalten und -aktivität und somit letztendlich die erbrachte Bestäubungsleistung. Um den Erhalt von Bestäubung in Agrarlandschaften zu gewährleisten, ist es daher unumgänglich den Zusammenhang zwischen intensiver Landnutzung, Bestäubergesundheit und Bestäubungsleistung zu verstehen. In unserem Projekt kombinieren wir Freilandmessungen in Agrarlandschaften mit Labor- und Freilandexperimenten, um zu verstehen, wie Änderungen im Landmanagement Bestäubergesundheit und Bestäubungsleistung beeinflussen. Wir werden Asymmetrie in der Flügelentwicklung, Pheromonproduktion, Fettkörpergröße und Virenbefall als Indikatoren für Bestäubergesundheit und Bestäuberverhalten und -aktivität, wie z.B. Flugdistanzen und -verhalten oder gesammelter Pollen, als Indikator für Bestäubungsleistung messen und mit Daten über Landnutzungintensität auf den 150 Graslandfläche der Biodiversitätexploratorien kombinieren. Die Landnutzungsintensität der einzelnen Flächen setzt sich aus dem Landnutzungsindex (LUI), Pflanzendiversität, Pestizideinsatz und Umgebungsparametern zusammen. Mit Bombus lapidarius und Episyrphus balteatus - Vertreter zwei wichtiger Bestäubergruppen: Bienen und Schwebfliegen - als Fokusarten, werden wir testen, ob Änderungen in der Bestäubergesundheit durch unterschiedliches Landmanagement zu Änderungen in der Bestäubungsleistung führen. Zudem werden wir experimentell verschiedene Landnutzungszenarien (Nahrungsverfügbarkeit und Insektizideinsatz) simulieren, um zu untersuchen, wie Einzelfaktoren und deren Kombination zu Änderungen in der Bestäubergesundheit beitragen. Zusammenfassend wird unsere Studie aufzeigen, ob sich Änderungen in der Bestäubergesundheit durch Intensivierung der Landnutzung negativ auf die Bestäubungsleistung auswirken und welche Änderungen die treibenden Faktoren dahinter sind. Somit wird diese Studie wichtige Informationen für Managementmaßnahmen zur Verbesserung der Bestäubergesundheit und dem Erhalt von Bestäubungsleistung in Agrarlandschaften liefern.
Pollination is crucial for maintaining angiosperm biodiversity and represents one of the most important ecosystem services. With the increasing threats of massive insect decline, studying pollination and associated networks has become more important than ever. However, studying plant-pollinator interactions at a species level with morphological methodologies is time-consuming, expensive, and depends on exceptional taxonomic expertise. In this study, we target the plant-pollinator networks of two important crops (caraway and apple) using a combination of traditional methods with DNA barcoding and metabarcoding. With this approach, we can identify potential dipteran and hymenopteran pollinators and - from their pollen load's their associated plant species. This project is a collaboration between the ZFMK and the Agroecology and Organic Farming Group (INRES) at the University of Bonn and part of GBOL II.
Steroid hormones are essential in orchestrating oocyte maturation, i.e. estrogens of follicular origin support the development of the female gamete and fertilization. In this project the concentration of free and conjugated estrogens during follicular development will be analysed and compared to local concentrations in the developing follicle. Cattle are suitable animal models because of the accessibility and suitability for frequent examination and sampling. Furthermore, it has been useful for understanding several features of human reproduction including follicular dynamics, the fate of the emerging follicles is orchestrated mainly by gonadotropins and steroid hormones in a similar manner. Ovarian SULT1E1 participates locally in the regulation of follicular estrogen activity. The ESTcatalysed down-regulation of estrogen activity enables normal ovulation. Conversely, sulfoconjugated estrogens may also be precursors of the production of free estrogens depending on estrogen sulfatase (StS) acitivity. In mammals, follicular luteinisation/ovulation is triggered by a surge in LH and is characterised by numerous physical and biochemical changes, including the decreased production of estradiol (E2). This loss in E2 biosynthetic capacity has been explained by a marked decrease in the expression of key steroidogenic enzymes involved in the follicular production of active estrogens. However, little is known about the regulation of enzymes/proteins responsible for the inactivation and elimination of estrogens, as mediated for example by EST during this period.
Bedeutung des Projekts für die Praxis: Die Imkerei ist ein Betriebszweig der Landwirtschaft. Somit ist dieses Projekt, das einen Beitrag zur nachhaltigen Sicherung des Bienenbestandes leistet, auch für die Landwirtschaft und die Stärkung des ländlichen Raumes von Relevanz, da nach wie vor in verschiedenen Regionen hohe Winterverluste bei Bienenvölkern auftreten. Gesunde Bienenvölker sind die Voraussetzung für die Sicherung des Völkerbestandes und eine erfolgreiche, wirtschaftlich ertragreiche Imkerei, die insbesondere durch die Produktion von Honig einen wesentlichen Beitrag zur Ernährungssicherung leistet. Gleichzeitig wird dadurch die Bestäubung jener Kulturen und Wildpflanzen gesichert und unterstützt, die für die Frucht- oder Samenbildung auf den Besuch blütenbesuchender Insekten angewiesen sind (Klein et al., 2007, Proc R Soc B). Für die Landwirtschaft, die Forstwirtschaft und die Umwelt ergeben sich daraus Vorteile durch die Sicherung und Steigerung landwirtschaftlicher Erträge und die Förderung der Biodiversität insektenbestäubter Pflanzenarten auf dem Niveau der unterschiedlichen Spezies und der genetischen Diversität (Biesmeijer et al., 2006, Science; Garratt et al., 2014, Agricult Ecosys Environ; Sutter et al., 2017, Agrarforschung Schweiz). Insgesamt werden dadurch Lebensräume von hoher Qualität und hoher biologischer Wertigkeit geschaffen und gesichert, die nicht nur für die Tier- und Pflanzenwelt sondern auch für den Menschen unverzichtbar sind. Die Schaffung von besseren Lebensbedingungen für die Honigbiene bedeutet gleichzeitig auch eine Verbesserung der Lebensbedingungen für andere Nutzinsekten. Ökonomisch betrachtet, sichert dieses Projekt nicht nur die primäre Wertschöpfung im Imkereisektor durch die Honigproduktion und die anderen Bienenprodukte, sondern darüber hinaus auch in den zahlreichen weiteren damit verknüpften Sektoren (Obstbau, Saatgutproduktion, Imkereibedarf, Handel, Schau-Imkereien in Tourismusgebieten, etc.) und reduziert die durch Völkerverluste entstehenden Nachschaffungskosten. Da die Bienenzucht in Österreich vorwiegend als Freizeitbeschäftigung betrieben wird, die vereinsmäßig gut organisiert ist, kommt ihr auf lokaler Ebene und speziell im ländlichen Raum erhebliche gesellschaftliche Bedeutung zu und erfüllt sie eine wichtige Bildungsfunktion im Hinblick auf die Vermittlung ökologischer Zusammenhänge.
Die Interaktion der Gameten während der doppelten Befruchtung ist essentiell für den Befruchtungserfolg und damit für die Ertragshöhe. Im Rahmen dieses Projekts werden Proteine identifiziert und untersucht, die an der Zelloberfläche von Gameten exprimiert werden und essentiell für die Interaktion der Gameten und für den Befruchtungserfolg sind. Ihre Rolle im molekularen Mechanismus der doppelten Befruchtung soll analysiert und potentielle Interaktionspartner identifiziert werden. Die subzelluläre Lokalisierung und Protein-Protein-Interaktionen während der Erkennung, Adhäsion und Fusion der Gameten sollen im Detail untersucht werden. Eine funktionelle Komplementierung durch mutmaßliche Orthologe aus verschiedenen Kulturpflanzen soll im jeweiligen Mutanten Hintergrund durchgeführt werden.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 229 |
| Europa | 2 |
| Land | 10 |
| Wissenschaft | 96 |
| Zivilgesellschaft | 6 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 228 |
| Text | 2 |
| unbekannt | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 2 |
| Offen | 229 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 164 |
| Englisch | 95 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Datei | 1 |
| Dokument | 2 |
| Keine | 146 |
| Unbekannt | 1 |
| Webseite | 83 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 162 |
| Lebewesen und Lebensräume | 230 |
| Luft | 119 |
| Mensch und Umwelt | 231 |
| Wasser | 112 |
| Weitere | 227 |