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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.

Verbundforschungsvorhaben 'Untersuchungen zur Auswirkung von Strahlenschaeden bei ehemaligen Mitarbeitern der Wismut AG durch Bestimmung sogenannter Biomarker bzw. Bioindikatoren

Aussergewoehnliche gesundheitliche Belastungen der Wismut-Beschaeftigen zu DDR-Zeeiten - insbesondere durch Radioaktivitaet - lassen fuer die naechsten Jahre eine hohe Zahl an Berufserkrankungen erwarten. Die Berufsgenossenschaften muessen sich im Praeventionsbereich darauf mit der Entwicklung geeigneter Instrumentarien fuer Vorsorge und Frueherkennung vorbereiten. - Ziel: Charakterisierung des strahlenexponierten Risiko-Kollektivs; Ermittlung der diagnostischen Verfahren, die fuer eine regelmaessige Vorsorge geeignet sind, d.h. Sensitivitaet und Spezifitaet der Verfahren im Hinblick auf spezifische Einwirkungen und ihre Beziehungen zur Kanzerogenese; Ermittlung von Hoechst-Risikogruppen; Unterscheidung zwischen beruflich bedingten und ausserberuflich bedingten Tumoren. - Methodik: Repraesentative Auswahl von 100 ehemaligen Wismut-Beschaeftigten mit hoher Strahlenbelastung und 50 Kontrollpersonen; Gewinnung von Untersuchungsmaterial durch broncho-alveolaere Lavage und Buerstenbiopsie sowie aus Lymphozyten, Sputum und Tumorgewebe; Charakterisierung nachweisbarer Zellveraenderungen, die indikativ fuer Schaeden der zellulaeren genetischen Substanz durch radioaktive Strahlung und genotoxische Arbeitsstoffe sind; Einsatz aller derzeit verfuegbaren und ausgewiesenen Methoden des Nachweises genetischer Zellschaeden: Marker der DNA-Schaedigung in Zielzellen und Surrogatzellen, sytologische und zythogenetische Marker, Marker der veraenderten Genexpression (p53-Protin im Serum, Onkogenprodukte); Ausarbeitung und Optimierung des Methodenarsenals. - Umsetzung geplant: Medizinisches Vorsorgeprogramm fuer Wismut-Beschaeftigte (Screening, Biomonitoring).

Wirkung von Umweltschadstoffen auf Fischgewebe

In vivo-Belastung von Fischen (Regenbogenforelle, Zebrabaerbling, Goldorfe, Aal, Medaka) mit organischen Schadstoffen. Ziel: Entwicklung eines Biomonitoring-Modells fuer den Nachweis subletaler Veraenderungen durch umweltrelevante Konzentration von organischen Schadstoffen auf der Basis cytologischer und biochemischer Untersuchungen. Bisher untersuchte Schadstoffe: 4-Nitrophenol, 4-Chloranilin, Atrazin Endosulfan, Lindan, Dinitro-o-kresol, Disulfoton, Linuron, Tributylzinnoxid, Triphenylzinnacetat, Ochratoxin, Malachitgruen, Nonylphenol, Estradiol, Estradiolsulfat.

Einfluss von niederfrequenten Magnetfeldern auf den Schlaf und Marker der Alzheimer-Demenz bei Menschen

Einfluss von niederfrequenten Magnetfeldern auf den Schlaf und Marker der Alzheimer-Demenz bei Menschen Projektleitung: Kompetenzzentrum Schlafmedizin, Charité – Universitätsmedizin Berlin Beginn: 01.01.2022 Ende: 31.12.2024 Finanzierung: 1.362.671,88 € Hintergrund Erzeugen Magnetfelder Schlafstörungen und tragen damit möglicherweise zu Alzheimer-Demenz (AD) bei? Ein Zusammenhang zwischen gestörtem Schlaf und neurodegenerativen Erkrankungen (dazu gehört Alzheimer Demenz/AD) ist aus der Fachliteratur bekannt. Schlafstörungen gehören zu den typischen Symptomen vieler neurodegenerativer Erkrankungen. Ob ein Zusammenhang zwischen niederfrequenten Magnetfeldern und gestörtem Schlaf besteht, ist kaum untersucht. Einige wenige experimentelle Studien liefern begrenzte Hinweise auf eine Beeinträchtigung des Schlafes während einer nächtlichen Magnetfeldexposition. Magnetfeldexposition bedeutet, dass jemand einem Magnetfeld ausgesetzt (exponiert) ist. Schlafstörungen gelten auch als Risikofaktor und mögliche Ursache der Alzheimer Demenz. Daher könnten sie Teil eines möglichen Mechanismus für Wirkungen von Magnetfeldern sein, der den beobachteten statistischen Zusammenhang zwischen Magnetfeldern und AD erklärt. Ein wichtiger Befund bei Alzheimer Demenz sind Proteinablagerungen im Gehirn (amyloide Plaques) wie die des Peptids ß-Amyloid. Diese Ablagerungen werden durch Störungen des Schlaf-Wach-Rhythmus beeinflusst. Nach einer Nacht mit gestörtem Schlaf steigt bei Testpersonen die ß-Amyloid-Konzentration. Zielsetzung Die Studie sollte untersuchen, ob Magnetfelder den Schlaf beeinträchtigen und physiologische Wirkungen haben, die Alzheimer Demenz begünstigen könnten. Mit Schlaf-Enzephalogrammen ( EEG ) wurde geprüft, ob eine Magnetfeldexposition die Schlafparameter von Menschen beeinflussen kann. Zusätzlich bestimmt wurde der Einfluss von Magnetfeldern auf die Konzentrationen des ß-Amyloids und des Hormons Melatonin, das schlaffördernd wirkt. Ebenso wurde die subjektive Schlafqualität abgefragt. Da sich schlechter Schlaf negativ auf die Gedächtniskonsolidierung auswirkt, wurde eine Beeinträchtigung des Gedächtnisses durch Magnetfeldexposition geprüft. Gedächtniskonsolidierung ist die Übertragung von Erinnerungen vom Kurz- ins Langzeitgedächtnis. Durchführung Es wurden 21 Männer und 21 Frauen im Alter von 55 bis 75 Jahren in die Studie eingeschlossen. Die Einschlusskriterien waren: gesunde Rechtshänder*innen, Nichtraucher*innen, Frauen nur nach der Menopause. Die Ausschlusskriterien waren: Konsum von Substanzen, die den Schlaf beeinflussen (Medikamente und Drogen), Schlafstörungen und Implantate. Jede Testperson wurde im Abstand von einer Woche einer Gewöhnungsnacht, einer Scheinexposition und zwei Expositionsstufen ausgesetzt. Die Gewöhnungsnacht ist eine vorbereitende Übernachtung im Schlaflabor. Bei dieser gewöhnen sich die Testpersonen an die Umgebung und Messinstrumente. Dadurch soll eine Verzerrung der Daten im eigentlichen Experiment unter (Schein-) Exposition vermieden werden. Die Exposition der Testpersonen erfolgte mittels einer Spulenanordnung, bei der Helmholtzspulen um das Bett geführt wurden. Diese Spulenanordnung ermöglicht eine kontinuierliche nächtliche Exposition liegender Personen im Schlaf. Sie beeinträchtigte nicht das Verlassen des Bettes. Es wurde eine Exposition mit niederfrequenten Magnetfeldern bei 50 Hertz ( Hz ) und zwei Intensitäten (hoch: 30 Mikrotesla; niedrig: 1 Mikrotesla) sowie Scheinexposition (ohne Magnetfeld ) durchgeführt. Die Exposition erfolgte doppelt verblindet, d. h . es war sowohl Forscher*innen als auch Proband*innen nicht bekannt, wann Proband*innen den Feldern ausgesetzt waren oder nicht. Während des Schlafes wurde das EEG abgeleitet und die Schlafstruktur analysiert (Schlafstadien, Einschlaflatenz, Schlafeffizienz, Schlafdauer und Aufwachereignisse). Weiterhin wurden standardisierte Abend- und Morgenprotokolle ausgefüllt. Mit diesen wurden besondere Tagesereignisse, die den Schlaf beeinflussen können, sowie die Befindlichkeit am Morgen nach der Studiennacht erfasst. Vor und nach jeder Expositionsnacht wurden in einer Blutprobe die Biomarker für Stress, Schlaf und Alzheimer Demenz bestimmt (Stresshormon Kortisol, Schlafhormon Melatonin, Proteine ß-Amyloid und Tau). Zur Überprüfung, ob die Magnetfelder einen Einfluss auf die nächtliche Gedächtniskonsolidierung hatten, kamen am Abend vor und am Morgen nach dem Schlaf Gedächtnisaufgaben zum Einsatz. Ergebnisse Die Vermutungen haben sich nicht bestätigt, dass eine Magnetfeldexposition den Schlaf stört, zu höheren Konzentration von AD-Biomarkern führt und dadurch die Alzheimer Demenz möglicherweise begünstigt. Eine Analyse von 55 Parametern zur Makrostruktur des Schlafes (Schlafstadien) zeigte drei statistisch signifikante Unterschiede zwischen dem Einfluss eines Magnetfeldes und der Kontrollbedingung. Alle drei betrafen eine kürzere Wachzeit während der Nacht unter einer Magnetfeldexposition im Vergleich zur Scheinexposition, was für eine bessere Schlafqualität unter Exposition spricht. Die Effekte waren klein und die Anzahl der statistisch signifikanten Unterschiede war geringer als die Anzahl der als zufällig zu erwartenden signifikanten Ergebnisse. Die subjektiv empfundene Gesamtschlafdauer war unter Magnetfeldexposition statistisch signifikant länger, was im Einklang mit den Ergebnissen zur Makrostruktur des Schlafes ist und ebenfalls für eine bessere Schlafqualität unter der Einwirkung eines Magnetfeldes spricht. Geschlechtsunterschiede waren ausgeprägter als die Auswirkungen des Magnetfeldes. Frauen schliefen länger und tiefer als Männer. Diese Ergebnisse stimmen mit anderen publizierten Studien überein. Im Einklang mit der besseren Schlafqualität während einer Magnetfeldexposition war auch die Befindlichkeit am Morgen nach einer Exposition besser. Die Analyse der Schlafspindel (für den Schlaf typische Muster des EEG ) zeigte ein recht einheitliches Bild mit reduzierten Spindeldichten unter Magnetfeldexposition im Vergleich zur Scheinexposition. Am häufigsten zeigten sich kleine Effekte bei der höheren Expositionsstufe im Vergleich zur Scheinexposition. Diese Ergebnisse können im Sinne einer Expositions-Wirkungsbeziehung interpretiert werden. Aus der Fachliteratur ist bekannt, dass die Spindelaktivität mit der schlafbezogenen Gedächtniskonsolidierung verbunden ist. Eine verschlechterte nächtliche Gedächtniskonsolidierung ist ein Symptom von Alzheimer Demenz. Im Vergleich der Geschlechter war die Spindelamplitude unabhängig von der Magnetfeldexposition mit großen Effektgrößen bei den Frauen höher als bei den Männern, was dem aktuellen wissenschaftlichen Kenntnisstand entspricht. In einem der beiden Tests zur Gedächtniskonsolidierung über Nacht („Wortpaare merken“) war diese nach der geringeren Expositionsstufe statistisch signifikant geringer als nach Scheinexposition. Die höhere Expositionsstufe zeigte keinen Effekt. Beim zweiten Test zur Gedächtniskonsolidierung (Übung motorischer Fähigkeiten wie z.B. Bewegungskoordination und -geschwindigkeit) zeigte die Magnetfeldexposition keinen Einfluss. Die Veränderung der AD-Biomarkerkonzentration über Nacht unterscheidet sich zwischen den Expositionsbedingungen (exponiert vs. scheinexponiert) nicht statistisch signifikant. Dennoch wurden am Morgen im Blut der exponierten Personen statistisch signifikant kleinere Konzentrationen einiger AD-Biomarker beobachtet als bei den nichtexponierten Personen. Im Blut zeigten sich keine statistisch signifikanten Effekte einer Magnetfeldexposition auf die Konzentration der Hormone Kortisol und Melatonin. Die Ergebnisse der Studie zeigen einzelne statistisch signifikante Effekte einer Magnetfeldexposition auf die Makrostruktur des Schlafes. Dabei kann nicht ausgeschlossen werden, dass diese zufällig sind. Die beobachteten Effekte deuten auf einen verbesserten Schlaf unter Magnetfeldexposition hin. Auch die vereinzelten statistisch signifikanten Effekte auf Biomarker der AD im Blut deuten auf eine Verbesserung, also geringere Konzentration am Morgen, hin. Der beschriebene expositionsabhängige Zusammenhang zwischen einer Magnetfeldexposition und einer reduzierten Spindeldichte ist interessant. Eine geringere Spindeldichte wäre typisch für eine Verschlechterung der Gedächtniskonsolidierung während der Nacht. Letzteres wäre ein mögliches Symptom für Alzheimer Demenz. Eine solche Wirkung einer Magnetfeldexposition auf die Gedächtniskonsolidierung wurde jedoch nicht gefunden. Stand: 31.03.2026

EPI- CT : Europäische Kohortenstudie zum Krebsrisiko nach pädiatrischer Computertomographie

EPI- CT : Europäische Kohortenstudie zum Krebsrisiko nach pädiatrischer Computertomographie Die Langzeitrisiken für die Entwicklung strahleninduzierter Krebserkrankungen nach medizinischen computertomographischen ( CT ) Untersuchungen wurden bislang noch nicht direkt ermittelt. Wissenschaftlich nachgewiesen ist, dass Strahlenexpositionen größer etwa 100 Millisievert ( mSv ) bei Erwachsenen und größer etwa 10 Millisievert bei Kindern ein nachweisbar erhöhtes Krebsrisiko bergen. Auch unterhalb dieser Nachweisgrenzen ist davon auszugehen, dass Strahlenexpositionen mit einem zusätzlichen Krebsrisiko verknüpft sind. Weltweit ist eine Zunahme an CT -Untersuchungen bei Kindern zu beobachten. Bis heute ist jedoch nicht geklärt, ob diese Untersuchungen später zu nachweisbaren negativen Gesundheitseffekten führen können. Internationale Kohortenstudie In der europäischen EPI- CT Studie wurden erstmalig Krebsrisiken und dafür zugrunde liegende biologische Strahlenwirkungen nach diagnostischen CT -Untersuchungen in einer internationalen Kohortenstudie untersucht, an der über 1 Million Kinder teilnahmen. Ergebnisse und Berichte finden sich auf Seiten der Europäischen Kommission . Das Projekt wurde von der Internationalen Agentur für Krebsforschung (IARC) koordiniert. Insgesamt nahmen 18 Zentren teil aus den Ländern Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Luxemburg, Niederlande, Norwegen, Spanien, Schweden und Großbritannien. In die Kohortenstudie gingen sowohl prospektive als auch retrospektive Daten bis 2013 ein. Für jedes Kind wurden über Monte-Carlo-Simulationen, die altersspezifische Phantome als Grundlage benutzten, organspezifische Dosiswerte abgeschätzt. Mit Hilfe nationaler Krebsregister wurden organspezifische Dosen und Tumorraten korreliert. Neben den epidemiologischen Untersuchungen wurden in einer kleineren Gruppe von Kindern verschiedene Biomarker in Blut- und Speichelproben untersucht, die Hinweise auf die biologischen Strahlenreaktionen und die Strahlenempfindlichkeit geben sollen. Gesundheitliche Risiken durch kindliche CT -Expositionen bewerten Ziel des Projektes war es abzuschätzen, wie hoch das Risiko ist, durch die Exposition mit niedrigen Strahlendosen in der Kindheit Krebserkrankungen sowie Leukämie auszulösen. Diese Untersuchung ist die zurzeit größte und statistisch aussagekräftigste Studie, um gesundheitliche Risiken durch kindliche CT -Expositionen bewerten zu können. Die Ergebnisse helfen, den Strahlenschutz zu verbessern, die Strahlendosen von CT -Expositionen zu minimieren und die Forschung im Niedrigdosisbereich voranzutreiben. Das Projekt wurde im Rahmen des europäischen Forschungsprogramms EU FP7 (n°269912) finanziert. BfS führte eine Machbarkeitsstudie durch, um altersabhängige Strahlenempfindlichkeit anhand von Biomarkern im Blut zu untersuchen Das BfS führte innerhalb dieses Projektes eine Machbarkeitsstudie durch, um die altersabhängige Strahlenempfindlichkeit anhand von Biomarkern im Blut zu untersuchen. Gemeinsam mit klinischen Kooperationspartnern aus München (LMU, TUM, kinderchirurgische Einrichtungen) wurden in den Jahren 2011 und 2012 Blutproben von Kindern aus drei Altersgruppen, von Neugeborenen (Nabelschnurblut) über Kleinkinder (2 – 5 Jahre) bis zu Erwachsenen, gewonnen. Die Blutproben wurden auf verschiedene DNA -Schadensparameter nach Bestrahlung untersucht. Sie wurden in einem CT -Scanner in vitro bestrahlt und anschließend mittels γ H2AX Analyse auf entstandene DNA -Doppelstrangbrüche und mittels der Analyse von Chromosomenaberrationen auf DNA -Fehlreparaturprodukte untersucht. Die in vitro bestrahlten Blutzellen von Neugeborenen und Kleinkindern zeigten nach Bestrahlung eine 1,5fach erhöhte Rate an Chromosomenaberrationen im Vergleich zu Erwachsenen. Die Studie wurde durch die Ethikkommission der Bayerischen Ärztekammer genehmigt. Alle Teilnehmer beziehungsweise deren Erziehungsberechtigte wurden über die Studie informiert und vor der Blutabnahme um eine schriftliche Einverständniserklärung gebeten. Die Ergebnisse werden benötigt, um anschließend an einem größeren Kollektiv eine statistisch aussagekräftige Studie zu initiieren, mittels derer die alters- und geschlechtsabhängige Strahlenempfindlichkeit weiter untersucht werden kann. Stand: 02.02.2026

Etablierung und Validierung einer Plattform für die miniaturisierte und schonende serologische Analyse von Blutproben in kleinen Versuchstieren, Erforschung und Parallelisierung eines serologischen PICO-Assays

Die mikrobielle Besiedlung von Wurzeloberfläche und Rhizosphäre in ihrer Bedeutung für Stoffumsätze in Böden

Die Bedeutung der mikrobiellen Besiedlung von Wurzeloberfläche und Rhizosphäre für Stoffumsätze in Böden soll im Gewächshaus mit vier Gefäßversuchen erfasst werden. Im ersten Versuch wird die Eignung Ergosterol und Muraminsäure zur Quantifizierung von Pilz- und Bakterienbiomasse auf Wurzeloberflächen mit anderen, insbesondere mikroskopischen Methoden überprüft. Im zweiten Versuch wird der Einfluss der Pflanzenart auf die mikrobielle Besiedlung der Wurzeloberfläche untersucht. Im dritten Versuch wird ermittelt, ob die mikrobielle Biomasse eines Bodens und deren Zusammensetzung, dargestellt durch die Quotienten von Ergosterol (Biomarker für Pilze) bzw. Muraminsäure (Biomarker für Bakterien) und mikrobieller Biomasse, die mikrobielle Besiedlung von Wurzeloberflächen beeinflusst. Im vierten Versuch wird das Verhalten der rhizoplanen Organismen während des Absterbens der Wurzel beobachtet und untersucht, inwieweit es zu Interaktionen mit den Mikroorganismen der Rhizosphäre und des Gesamtbodens kommt. Dazu wird nicht nur die mikrobielle Biomasse quantifiziert, sondern auch der Übergang der Wurzelbiomasse in mikrobielle Residuen als Zwischenspeicher für Nährstoffe speziell beachtet. Es ist davon auszugehen, dass die Interaktionen zwischen Pflanze, mikrobieller Biomasse und mikrobiellen Residuen eine wichtige Funktion für die Immobilisierung und Mobilisierung von Pflanzennährstoffen haben.

Nachweis von Nährstoffbiomarkern für das AI-vermittelte Düngemittelmanagement in der Landwirtschaft, TP1: XAI-NAIFM: Erklärbare KI zu Detektion von Früherkennungsmarkern

Schwerpunktprogramm (SPP) 527: Bereich Infrastruktur - International Ocean Discovery Program, Teilprojekt: Der Einfluss von Nährstoff- und Temperaturänderungen auf die Entwicklung der Korallenriffe in der Korallensee seit 12 Ma

Weltweit erleben Korallenriffe einen Niedergang. Die langfristigen Folgen dieses Rückgangs der Korallenriffe sind noch ungewiss. Es ist dagegen klar, dass Millionen von Menschen für ihr Überleben auf dieses am weitesten entwickelte Ökosystem in niederen Breiten angewiesen sind. Anthropogen bedingte globale Veränderungen wie die globale Erwärmung, die Versauerung der Ozeane und die Verschlechterung der Wasserqualität (Eutrophierung) wurden als mögliche Schuldige für den Niedergang der Korallenriffe identifiziert. Das Zusammenspiel dieser Faktoren ist jedoch unbekannt und verschiedene Studien deuten darauf hin, dass sie die Entwicklung der Korallenriffe hemmen oder fördern können. Ein Problem ist das Fehlen von Langzeitaufzeichnungen von Meeresoberflächentemperatur (SST) und -produktivität aus Gebieten mit einer Korallen-Vergesellschaftung, die modernen Riffen ähnelt. In diesem Projekt planen wir diese Rekonstruktion für das Queensland Plateau, welches in der Nähe des heutigen Großen Barriere Riffs liegt. Es ist bekannt, dass sich die Korallenriffe in dieser Region bis zum späten Miozän (10-5,5 Ma) ausgedehnt haben. Danach kam es während der mittelpliozänen Warmzeit (3,0-3,5 Ma) zu einer Reduktion der Fläche des Riffsystems. Wir planen drei Biomarker (UK37', TEX86, LDI) zur Rekonstruktion der Meeresoberflächentemperatur zu verwenden. Zur Rekonstruktion der Produktivität werden neue, korallenspezifische Stickstoffisotope mit den Biomarkern und korallen-basierten Ba/Ca verglichen werden. Unsere Pilotdaten zeigen, dass sowohl Meeresoberflächentemperaturen als auch die Produktivität während des Mittel-Pliozäns hoch waren, während nur SSTs während des späten Miozäns hohe Werte zeigen. Diese vorläufigen Daten deuten darauf hin, dass hohe SSTs in Kombination mit einer erhöhten Produktivität während des mittleren Pliozäns die Reduktion des Riffwachstums auf dem Queensland Plateau verursacht haben könnten. Um diese Hypothese zu überprüfen ist es essentiell Daten in höherer Auflösung zu generieren, um die Wechselwirkung von Faktoren zu bestimmen, die zum Verlust von Korallenriffen in der Vergangenheit geführt haben und potentiell in der Zukunft führen werden.

Abrupte Veränderungen von Süßwasserökosystemen unter Einwirkung von multiplen Stressoren wie steigenden Temperaturen, Nährstoffen und Pestiziden

Flache Süßwasser-Lebensräume bieten wichtige Ökosystem-Funktionen, sind aber von multiplen Stressoren bedroht. Während die Reaktion auf den globalen Klimawandel wahrscheinlich eher graduell ist, sind abrupte Veränderungen möglich, wenn kritische Schwellenwerte durch zusätzliche Effekte lokaler Stressoren überschritten werden. Die Analyse dieser Effekte ist komplex, da Stressoren additiv, synergistisch oder antagonistisch wirken können. CLIMSHIFT zielt auf ein mechanistisches Verständnis von Stressor-Interaktionen, die auf flache aquatische Ökosysteme wirken. Diese sind aufgrund ihrer hohen Oberfläche-zu-Volumen-Verhältnisse, der großen Ufer-Grenzfläche und der Grundwasser-Konnektivität besonders anfällig für Klimaerwärmung und Stoffeinträge aus landwirtschaftlichen Einzugsgebieten. Die komplexen Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Primärproduzenten sowie assoziierten Konsumenten führen zum Auftreten stabiler Regime, und multiple Stressoren können nichtlineare Übergänge zwischen diesen Regimen auslösen, mit weitreichenden Folgen für entscheidende Ökosystemprozesse und -funktionen. Unsere Haupthypothese ist, dass erhöhte Temperaturen die negativen Auswirkungen der landwirtschaftlichen Stoffeinträge, die Nitrat, organische Pestizide und Kupfer enthalten, verstärken. Submerse Makrophyten, Periphyton und Phytoplankton als Primärproduzenten werden kombiniert mit Schnecken, die Periphyton und Pflanzen fressen, sowie benthischen und pelagischen Phytoplankton-Filtriern, Dreissena und Daphnien. Wir testen unterschiedliche Expositionsszenarien auf zwei räumlichen Skalen, Mikrokosmen im Labor und Mesokosmen im Freiland, um Effekte auf individueller, gemeinschaftlicher und ökosystemarer Ebene zu verstehen. Während des gesamten Projekts werden die Experimente durch Modellierungen ergänzt, um kritische Schwellwerte zu simulieren und Stress-Interaktionen vorherzusagen. Die Modellentwicklung wird in Zusammenarbeit mit allen Arbeitspaketen durchgeführt, um empirische Ergebnisse zu integrieren, unterschiedliche räumliche und zeitliche Skalen zu verknüpfen und Ergebnisse zu extrapolieren. Wir erwarten, dass kombinierte Stressoren zu plötzlichen Verschiebungen der Gemeinschaftsstruktur führen. Submerse Makrophyten werden voraussichtlich durch Phytoplankton oder benthische Algen ersetzt, mit Konsequenzen für wichtige Ökosystemfunktionen. Die Stärke unseres Antrages liegt darin, dass ökotoxikologische Stressindikatoren der Organismen wie Wachstum und Biomarker mit funktionalen Gemeinschafts-/Ökosystemansätzen kombiniert werden, die den Metabolismus und die Dynamik des Ökosystems betrachten. Das kombinierte Know-how von 5 Laboren mit komplementärem Fachwissen und allen notwendigen Einrichtungen wird die spezifische Projektfähigkeit sicherstellen. Unsere Ergebnisse sollen dazu beitragen, safe operating spaces/sichere Handlungsräume für eine nachhaltige Landwirtschaft und das Management von flachen aquatischen Ökosystemen in einer sich verändernden Welt zu definieren.

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