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Physiologische Untersuchungsverfahren zur Ermittlung von Abwasserschaeden durch Untersuchung der Wirkung von Stressfaktoren

Festlegung von Ertraeglichkeitskonzentrationen verschiedener 'Abwassergifte' auf Meeresfische unter Beruecksichtigung von Stressfaktoren (z.B. Sauerstoffmangel/Schwermetalle).

Anreicherung von Schwermetallen in Nahrungsketten von terrestrischen Oekosystemen. Subletale Effekte auf Populationen von fuer die Bodenfruchtbarkeit wichtigen Tierarten

Gefragt wird, in welcher Weise die Kenndaten von Populationen durch die Anreicherung von Schwermetallen veraendert werden. Auswirkung auf die Abundanz wird gesucht.

Wirkung von Umwelteinfluessen auf die Fauna der Karlsruher Umgebung

Bestandsaufnahme der Fauna im Raum Karlsruhe; Untersuchung der Veraenderung durch Umwelteinfluesse aller Art; besonders Arthrophoden und Protozoen werden untersucht: a) Im Freiland wird mit kurzzeitigen Fallenfaengen und Aktographenaufzeichnungen die Aktivitaet von Hymenopteren registriert; im Labor wird die Aktivitaet (Lauf, Flug, Anstich) unter definierten Bedingungen von Temperatur, Bestrahlung und Feuchtigkeit beobachtet. b) Die in der Oberrheinischen Tiefebene laufenden Grossversuche zur Culicidenbekaempfung mit Hilfe der Lipidfilmmethode werden auf ihre Nebenwirkungen hin ueberwacht. Ausserdem sollen eventuelle Fressfeinde oder Nahrungskonkurrenten der Culiciden gesucht werden. c) Erfassung der Phyllopodenarten und Beschreibung des Artengefueges in Abhaengigkeit von Umweltbedingungen. d) Die fortlaufende Untersuchung der Grabwespenfauna wird ergaenzt durch die Auswertung von Sammlungsmaterial. In einer kommentierten 'Roten Liste' der Spheciden Baden-Wuerttembergs sollen die Veraenderungen des Faunenbestandes in den letzten 60 Jahren und moegliche Ursachen aufgezeigt werden. e) Erfassung der Arten in der Umgebung von Karlsruhe. f) Untersuchungen der Faktoren, die fuer die Entwicklung von Populationen einheimischer bedrohter Feuchtgebietsvoegel wichtig sind und von Moeglichkeiten zum Schutz dieser Voegel.

Untersuchung zur in vivo-Wirkung von Zearalenon auf funktionelle Parameter ovarieller, Eileiter- und endometrialer Zellen beim Schwein

Mykotoxine sind Metaboliten des Sekundärstoffwechsels mikroskopisch kleiner Pilze, vor allem der Gattung Aspergillus, Penicillium und Fusarium. In bestimmten Konzentrationen wirken sie toxisch für Mensch, Tier und Pflanze. Die als Feldpilze bekannten Fusarien bilden Mykotoxine (Trichothezen und Zearalenon) zum Teil schon während der Wachstums- und Reifungsphase des heimischen Futtergetreides und beim Mais. Trichothezen (Deoxynivalenol, DNO) übt eine zytotoxische Wirkung aus, indem es die Protein- und DNA-Synthese hemmt. Aufgrund seiner hohen Zytotxizität greift die Substanz an verschiedenen Systemen des Körpers ein, so dass infolge einer Abwehrschwäche Fruchtbarkeitsstörungen (Unfruchtbarkeit, Umrauschen), Aborte, Totgeburten und mimifizierte Früchtte sowie Uterusatrophie bei Sauen insbesondere bei Jungsauen aufgetreten sind. Im Gegensatz dazu sind die Zearalenone nicht toxisch. Ihre Aktivität im Tier besteht in einer östrogenen Wirkung, die zu Veränderungen an den Fortpflanzungsorganen und zu Fruchtbarkeitsstörungen beim Schwein führen. Ein Einfluss von Mykotoxin auf die Fruchtbarkeit wurde bisher weitgehend nach Fütterung von mykotoxin-haltigen Futtermitteln beobachtet. Grundlagenerkenntnisse über direkte negative Einflüsse von Mykotoxinen auf die Fruchtbarkeit können mit Hilfe von Untersuchungen mittels In-vitro-Kultivierung von Eizellen und Embryonen, ovariellen und uterinen Zellen gewonnen werden. Die physiologische Aktivität der genannten Zelltypen des weiblichen Reproduktionstraktes kann über funktionelle Tests gemessen werden, die ihrerseits darüber Auskunft geben, in welchem Maße die Leistungen dieser Zellen bzw. Embryonen störanfällig gegenüber Zearalenon und Trichothezen sind.

Ökologische Durchgängigkeit, Analyse unterschiedlicher Typen von Fischaufstiegsanlagen auf die Hydraulik und Passierbarkeit

In dem Projekt werden unterschiedliche Bauformen von FAA, die weniger umfänglich untersucht wurden, als Schlitzpässe (s. Projekt: Analyse der Auswirkung unterschiedlicher geometrischer und hydraulischer Variationen auf die Passierbarkeit einer FAA in Schlitzpassbauweise) auf ihre Passierbarkeit untersucht. Zudem werden im Rahmen des Projekts innovative und neuartige Bauformen entwickelt und technische Sonderlösungen für den Fischaufstieg, wie Fischschleusen und Fischaufzüge untersucht. Aus den Ergebnissen werden Richtlinien und Empfehlungen für die Beratungspraxis abgeleitet.

Oekophysiologie der Gruenlandpflanzen, a) Physiologie der Gruenlandpflanzen

Apparente Photosynthese und Dunkelatmung des Graesersprosses. Atmungsintensitaet der Graeserwurzel. CO2-Gaswechsel von ganzen und intakten Graspflanzen. Wirkung der Immissionsbelastung auf die Vegetation an Verkehrswegen.

Forstschutzmittelpruefung, Mittelforschung (gegen tierische Schaedlinge)

Im Rahmen des amtlichen Zulassungsverfahrens der Biologischen Bundesanstalt wurden zahlreiche Pruefungen von Insektiziden, Rodentiziden sowie Mitteln zur Wildschadensverhuetung durchgefuehrt. Im Zug der Mittelforschung wurden neue und bekannte Substanzen auf spezifische biologische Wirkung getestet (Grenzwertermittlungen unter besonderer Beruecksichtigung der Beeinflussung der Gesamtfauna). Ausserdem wurden Studien ueber den Einsaz von Viren im Forstschutz angestellt.

Tiefenaufgelöste Analytik von Biofilmen mittels Photoakustischer Spektroskopie (PAS) zur Untersuchung von Flockenabriss und Kolloidinkorporation

Unter einem Biofilm versteht man die Aggregation von Mikroorganismen an einer Oberfläche, die in eine Matrix aus extrazellulären polymeren Substanzen (EPS) eingebettet sind. Biofilme sind in der Natur weit verbreitet (Boden, Gewässer) und werden im Rahmen der biologischen Abwassserreinigung zum Abbau organischer Wasserinhaltsstoffe eingesetzt. Neben der Stoffwechselaktivität der Mikroorganismen haben insbesondere Stofftransport, Biofilmwachstum und -ablösung einen entscheidenden Einfluß auf die Effektivität des Prozesses. Schichtdicke und Stabilität des Biofilms werden von einer Vielzahl an Prozeßbedingungen (pH, Temperatur, Strömungsbedingungen, Zusammensetzung von Nährmedium und Abwasser) beeinflußt. Da jedoch bisher keine geeignete On-line-Analytik zur Verfügung stand, konnten die Auswirkungen verschiedener Parameter auf den Biofilm nicht ausreichend untersucht werden. Ein im Rahmen des von der DFG geförderten SFB 411 entwickeltes photoakustisches Sensorsystem soll nunmehr zur simultanen Überwachung von Biofilmen an drei Stellen in einem Reaktor eingesetzt werden. Der Einfluß variierendener Prozeßparameter auf Architektur und Stabilität soll untersucht werden, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf Partikelinkorporation und Flockenabriss liegt. Die Ergebnisse des beantragten Projekts könnten einen wesentlichen Beitrag leisten, um die Prozeßsteuerung bezüglich der Biofilmablösung zu verbessern.

Seawater carbonate chemistry and mass fluxes and elemental composition of particulate export in KOSMOS mesocosm experiments (2010-2014)

Diatoms account for up to 40% of marine primary production and require silicic acid to grow and build their opal shell. On the physiological and ecological level, diatoms are thought to be resistant to, or even benefit from, ocean acidification. Yet, global-scale responses and implications for biogeochemical cycles in the future ocean remain largely unknown. Here we conducted five in situ mesocosm experiments with natural plankton communities in different biomes and find that ocean acidification increases the elemental ratio of silicon (Si) to nitrogen (N) of sinking biogenic matter by 17 ± 6 per cent under pCO2 conditions projected for the year 2100. This shift in Si:N seems to be caused by slower chemical dissolution of silica at decreasing seawater pH. We test this finding with global sediment trap data, which confirm a widespread influence of pH on Si:N in the oceanic water column. Earth system model simulations show that a future pH-driven decrease in silica dissolution of sinking material reduces the availability of silicic acid in the surface ocean, triggering a global decline of diatoms by 13–26 per cent due to ocean acidification by the year 2200. This outcome contrasts sharply with the conclusions of previous experimental studies, thereby illustrating how our current understanding of biological impacts of ocean change can be considerably altered at the global scale through unexpected feedback mechanisms in the Earth system.

A multi-biomarker approach using caged blue mussel, Mytilus edulis, on three World War shipwrecks in the North Sea

This dataset contains results from a field-based exposure study assessing the biological effects of submerged munitions on the marine bivalve Mytilus spp.. Mussels were collected from Sylt Island (North Sea) and exposed at three historic munition wrecks: SMS Mainz (Germany), KW58 Hendericus (Belgium), and UC30 (Denmark). At each site, mussel cages were deployed directly on or near the wreck structures for several weeks. After recovery, mussels were assessed for mortality and dissected for histochemical and biochemical analyses. Tissues (gills, mantle, and digestive gland) were examined for histological biomarkers including lipofuscin, glycogen, neutral lipids, as well as sex and gonadal maturity. Enzymatic activities of catalase (CAT) and glutathione S-transferase (GST) were measured spectrophotometrically and normalized to protein content.

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