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Haushalt und Flüsse des wurzelbürtigen Kohlenstoffs in Nahrungsketten

Rhizodeposition der Pflanzen ist eine wichtige primäre Kohlenstoff- (C) und Energiequelle für Bodenorganismen. Die Ziele dieses Projektes sind die Abschätzung des C-Eintrages durch Mais in den Boden, die Verfolgung des wurzelbürtigen C in der ganzen Nahrungskette im Boden und die Aufstellung von C-Bilanzen. Mais wird in der 13CO2- und 14CO2-Atmosphäre markiert, um zwischen den wurzelbürtigen und bodenbürtigen C zu unterscheiden und den Haushalt des wurzelbürtigen C zu bestimmen. Der Einbau von wurzelbürtigem C in Mikroorganismen, Nematoden, Collembolen und Predatormakrofauna wird quantifiziert. 14C-Phosphor-Imaging der Wurzel ermöglicht es Hotspots der Rhizodeposition und der Exsudation zu lokalisieren. 13C-Pulsmarkierung wird die Empfindlichkeit der Koppelung des 13C mit Biomarker der Bakterien und Pilze (PLFA, Ergosterol) und Collembolen (neutrale Lipide) wesentlich erhöhen. Die Verzögerung zwischen der Photoassimillation der Pflanze, Wurzelexsudation in die Rhizosphäre und Einbau vom wurzelbürtigen C in die einzelnen Organismen wird bestimmt. Dies wird die Aufstellung und Modellierung des C-Flusses durch die Nahrungsketten im Boden ermöglichen. Durch mehrfache 13C-Pulsmarkierung von Mais wird eine hohe 13C-Anreicherung der Mikroorganismen erreicht, um anschließend die aktivsten Spezies in der Rhizosphäre mit Hilfe von Stable Isotope Probing (SIP) zu bestimmen.

Bakterien als neuer Biomarker zur besseren Überwachung und Steuerung von Biogasfermentern mit Rest- und Abfallstoffen, Teilvorhaben 1: Validierung von und Suche nach neuen Biomarkern

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

Cheilanthane ratios in Mesoproterozoic to Early Paleozoic rocks

This data set contains values on the cheilanthane (tricyclic terpenoids) ratios of C22/C21 and C24/23 from Mesoproterozoic to Silurian rocks of global distribution. Lipid extractions were performed following standard protocols. The yield was contamination-controlled via exterior vs. interior comparison of individual peak concentrations. Values were obtained via integration of multiple-reaction-monitoring (MRM) measurements. In comparing our data of cheilanthane ratios to that reported for younger rocks and oils, we noticed consistently lower C24/C23 values in our samples, suggesting a bimodal character of cheilanthane distribution in time. We tentatively attribute this to the rise of a source of oxidatively decarboxylated cheilanthatriol derived from ferns. Fossil cheilanthanes likely represent a composite mixture of various biological sources, whose secular patterns may record more than the Paleozoic rise of terrestrial plants presented here.

Environmental parameters of the Arid Central Asian Data Base (ACADB) for surface brGDGT samples

Climate parameters of the Arid Central Asian Data Base (ACADB) for surface brGDGT samples

Fractional abundances of branched glycerol dialkyl glycerol tetraethers (brGDGT) from the Arid Central Asian Data Base (ACADB) for surface brGDGT samples

Geochemie und organische Petrologie von Kohlen aus dem Mahakam Delta, Kalimantan Timur (Indonesien): Genese der Kohlenlagerstätten und Zusammensetzung der Kohlen

Kohlen sind in Indonesien als Energieträger von wachsender Bedeutung. Die Ablagerung der Kohlen erfolgte vorwiegend im Tertiär. Untersuchungen zu den Ablagerungsbedingungen im Zuge der Genese dieser Kohlen (Palaeoenvironment) und der Zusammensetzung der Wälder, aus denen die Kohlen gebildet wurden, liegen bisher nur in einem geringen Umfang vor. Mit einem im Oktober 2004 begonnenen Forschungsprojekt soll diese Lücke geschlossen werden. Im Rahmen des Projekts werden Kohlen aus dem Mahakam-Delta mit Methoden analysiert. Besonderer Wert wird auf die Bestimmung der Gehalte der Biomarker (Chemofossilien) gelegt. Diese sind besonders zur Rekonstruktion der Ablagerungsbedingungen und des Pflanzeneintrags geeignet. Mikroskopische Untersuchungen geben darüber hinaus Auskunft zur Reife (thermischen Belastung) der Kohlen im Zuge der Diagenese. Außerdem soll der Vergleich der organisch-geochemischen und mikroskopischen Daten helfen, die Eignung der verschiedenen organisch-geochemischen Parameter bei der Analyse der Kohlenfazies zu überprüfen. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sollen als Basis für die zukünftige Bewertung der indonesischen Kohlen nach Reifegrad und Zusammensetzung genutzt werden. Um einen Beitrag zu einer möglichst umweltverträglichen Nutzung der indonesischen Kohlevorkommen zu leisten, werden zudem die Gehalte an Schwermetallen in den Kohlen bestimmt.

Entwicklung eines fernerkundungsbasierten Monitoringverfahrens auf Grundlage einer physiologisch fundierten Vitalitätsbewertung von Hauptbaumarten in Mischbeständen, Teilvorhaben 2: Vitalitätsdiagnostik mittels Biomarker

Im Zuge des Klimawandels steigt der Informationsbedarf zur Vitalitätsentwicklung von Waldbeständen, zu Baumarten, zu Folgereaktionen von Störungsereignissen wie z.B. Sturm, Kalamitäten, Da detaillierte Information häufig fehlen, sind die zahlreich verbreiteten Abschätzungen hierzu widersprüchlich und spekulativ. Parallel zur terrestrischen Waldzustandserfassung ist die forstliche Fernerkundung seit mehreren Jahrzehnten bemüht, diese Informationslücke zu schließen. Allerdings ist die Unterscheidung von Baumarten bzw. -gattungen und deren Zustand noch immer problematisch. Zur Erhebung dieser Messwerte fehlen u.a. belastbare baumphysiologisch belegte Zusammenhänge. Dafür bieten sich Verfahren der Fernerkundung an, wenn über eine rein empirische Erhebung hinaus die Ableitung baumphysiologischer Parameter gelingt. Vor diesem Hintergrund soll mit dem aktuellen Forschungsvorhaben eine Brücke zwischen den modernen Möglichkeiten der forstlichen Fernerkundung und Gehölzphysiologie geschlagen werden. Ein im Wald installierter 40 m hoher Drehkran am GFZ TERENO-Forschungsstandort im Raum Demmin (Mecklenburg-Vorpommern) bietet dabei für FEMOPHYS einzigartige Möglichkeiten. Das Forschungsvorhaben verfolgt folgende Zielstellungen: 1. Untersuchung von Zusammenhängen zwischen stressbedingten, physiologischen Veränderungen in Baumkronen, Stamm und Wurzeln und deren Quantifizierbarkeit durch 'Messung von außen' 2. Verknüpfung des methodischen Knowhow der baumphysiologischen Diagnostik und den Verfahren der hyper-/multispektralen und thermalen Diagnostik von Baumkronen 3. Identifikation klimasensitiver Areale auf der Basis von Flächendaten und baumphysiologischen Untersuchungen speziell für Hauptbaumarten 4. Entwicklung eines einfach zugänglichen Informationsproduktes zum baumartenspezifischen Waldzustand Das Projekt will einen Forest Vulnerability Index anvisieren, der Zielgrößen wie z.B. Anfälligkeit für Insektenbefall und Dürre-Schäden ausgibt.

Die Sauerstoffisotopensignatur von organischer Substanz in Pflanzen und im Boden

Die Verwendung von Stabilisotopenverhältnissen zur Aufdeckung von Prozessen in der Umwelt erfordert ein tiefreichendes Verständnis, das für einige Elemente wie Kohlenstoff (C) und Stickstoff (N) im Boden vorhanden ist. Unsere vorigen Projekte zeigten grundlegende Unterschiede in der Reaktion der Wasserstoff (H)-Isotopenverhältnisse auf Umwelteinflüsse im Vergleich zu C und N auf. Das Sauerstoff (O)-Isotopensystem im Boden wurde bisher wenig beachtet. Es ähnelt dem von H hinsichtlich eines austauschbaren und eines nicht austauschbaren Anteils, wobei nur Letzterer ein aussagekräftiges Signal liefert. Die C- und N-Isotopensysteme sind dem von O ähnlich, da diese Elemente an biochemischen Reaktionen beteiligt sind, die durch extrazelluläre Enzyme katalysiert werden und mit einer Isotopenfraktionierung verbunden sind. Da in der spärlichen Literatur ein Zusammenhang zwischen den O-Isotopenverhältnissen in der organischen Substanz (OS) und dem Klima angenommen wird, könnte ein verbessertes Verständnis des O-Isotopensystems ein neues Instrument darstellen, mit dem sich subtile Auswirkungen des Klimawandels in Ökosystemen aufspüren lassen, die sonst übersehen werden. Unser übergeordnetes Ziel ist es, die Bedeutung der ?18O-Werte von nicht austauschbarem O in der organischen Bodensubstanz (OBS) in einem ökologischen Kontext aufzudecken. Wir planen, (i) den Anteil von austauschbarem O in der Pflanzenstreu und in der OBS zu quantifizieren, (ii) die Kinetik des O-Einbaus aus dem Umgebungswasser in die OS durch mikrobielle und extrazelluläre Enzymaktivität zu bestimmen, (iii) zu testen, ob der Abbau von OS mit einer O-Isotopenfraktionierung verbunden ist, und wenn ja, die scheinbare Netto-Isotopenfraktionierung zu quantifizieren, (iv) die Beziehung zwischen den ?18O-Werten des Niederschlags und dem nicht austauschbarem O-Anteil in der organischen Auflage im Wald zu untersuchen und (v) herauszufinden, ob die ?18O-Werte des nicht austauschbaren O in der OBS mit denen ausgewählter Biomarker korrelieren. Als Voraussetzung (WP1) muss der Einfluss von anorganischem O eliminiert werden. Wir werden (a) testen, ob eine Demineralisierungsmethode, die für H-Isotope etabliert wurde, auf O-Isotope übertragbar ist, und (b) eine neue Methode entwickeln, die auf der Extraktion von Oxyanionen und der Zerstörung der OS durch Vermuffelung basiert. Wir werden die zuverlässigste Methode auswählen und Experimente durchführen, um den Einbau von O und H aus dem Umgebungswasser und die damit verbundene Isotopenfraktionierung quantifizieren zu können (WP2). Dies wird durch eine Feldstudie ergänzt, in der die Anteile von austauschbarem O und H in der OS quantifiziert, die mittelfristigen Auswirkungen des O- und H-Einbaus aus dem Umgebungswasser sowie der Isotopenfraktionierung in den Systemen C, N, O und H und das Potenzial des O-Isotopensystems zusammen mit dem von H und/oder anderen Elementen, klimabedingte Prozessänderungen anzuzeigen, untersucht werden (WP3).

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