Fachgespräch Wirkmechanismen elektrischer, magnetischer und elektromagnetischer Felder auf biologische Systeme – Von der Molekulardynamik-Simulation bis zum Experiment Vom 23. bis 25. Mai 2022 fand in München ein vom BfS organisiertes internationales Fachgespräch zu Wirkmechanismen elektrischer und magnetischer Felder ( z.B. der Stromversorgung) und elektromagnetischer Felder ( z.B. des Mobilfunks) auf Zellen, Organe und andere biologische Systeme, statt. Internationale Expert*innen aus den Fachgebieten Dosimetrie , Biologie und theoretische Biophysik präsentierten den aktuellen Stand der Forschung im Bereich der Wechselwirkungen von elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern mit Biosystemen. Ausgehend von großen Gewebestrukturen wie der Haut über einzelne Zellen bis hin zu Proteinen und Quanteneffekten wurden Wirkmechanismen dargestellt und interdisziplinär diskutiert. Die beobachteten Effektstärken, insbesondere von Magnetfeldern, sind sehr klein im Vergleich zu thermischen Effekten, die uns täglich umgeben. Es ist weitere Forschung notwendig, um die Wirkung von elektromagnetischen Feldern auf komplexe biologische Prozesse besser zu verstehen. Worum geht es? In den meisten Ländern der Welt ist die Bevölkerung mittlerweile nahezu ununterbrochen exponiert gegenüber vom Menschen verursachten elektromagnetischen Feldern. Nach wie vor wird erforscht, ob schwache Magnetfelder (unterhalb der Grenzwerte) biologische Effekte auslösen können, die möglicherweise von gesundheitlicher Relevanz sind. Ein erster Schritt zu einem Verständnis gesundheitlicher Wirkungen ist die Identifikation der physikalischen Wechselwirkungen von elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern ( EMF ) mit Teilen des menschlichen oder tierischen Körpers. Diese können sehr unterschiedliche Größen haben: von Gewebestrukturen wie etwa der Haut über einzelne Zellen bis zu Proteinen und schließlich den Eigendrehimpulsen ( sog. Spins) von ungepaarten Elektronen in Molekülen (Radikale). Im Rahmen des Fachgesprächs diskutierten international anerkannte Expert*innen aus Dosimetrie , Biologie und theoretischer Biophysik den aktuellen Stand der Forschung und offene Fragestellungen. Wie ist die Ausgangssituation? Seit Jahrzehnten werden Studien initiiert, die einen Zusammenhang von schwachen magnetischen Feldern (unterhalb bestehender internationaler Grenzwertempfehlungen) und möglichen gesundheitsrelevanten Wirkungen untersuchen. Vereinzelt gibt es in epidemiologischen oder experimentellen Studien Hinweise darauf. Mechanismen zur Erklärung solcher Wirkungen sind bisher nicht nachgewiesen. Mehrere biophysikalische Effekte werden seit Jahren diskutiert und untersucht, von denen einige derzeit aufgrund neuer Erkenntnisse eine verstärkte Aufmerksamkeit erfahren. Dazu zählen unter anderem der Radikalpaar-Mechanismus (durch äußere Magnetfelder verursachte Veränderung von chemischen Reaktionen, an denen Moleküle mit ungepaarten Elektronen beteiligt sind); die Protein-Fehlfaltung (die Entwicklung von großen Molekülen in einen stabilen Zustand, der nicht dem natürlichen Zustand entspricht), oder die Reaktion neuronaler Netzwerke (in Netzwerken zusammenhängende Nervenzellen) auf äußere Felder. Welche Ziele verfolgte das Fachgespräch? Das Fachgespräch diente als Austausch zwischen Expert*innen aus Fachgebieten, die das volle Spektrum vom Molekül bis zum Menschen abdecken. Neben dem aktuellen Stand der Forschung waren die Identifikation offener Fragen und die interdisziplinäre Diskussion zentrale Anliegen des Fachgesprächs. Folgende Punkte fanden dabei besondere Beachtung: Was sind die derzeit am meisten diskutierten und nicht geklärten biophysikalischen Wirkmechanismen, die gesundheitsrelevant sein könnten? Welche theoretischen und experimentellen Methoden werden derzeit für deren Erforschung verwendet? Welche Rolle spielt das Rechnen mit Supercomputern in der Erforschung der Wirkmechanismen? An dem hybrid abgehaltenen Fachgespräch nahmen über 50 Expert*innen (davon 22 in Präsenz) aus sieben Ländern (Deutschland, Österreich, Frankreich, Großbritannien, Finnland, Italien und Japan) teil. Welche Ergebnisse lieferte das Fachgespräch? Aufgrund der sich auf verschiedenen Größenbereichen (Organe, einzelne Zellen, Proteine) abspielenden Effekte werden die Ergebnisse in drei Themenkomplexen zusammenfasst: Effekte auf atomarer oder subatomarer Ebene (Quanteneffekte), Wirkungen auf Proteinfaltung und Wirkungen auf Körpergewebe. Effekte auf atomarer oder subatomarer Ebene (Quanteneffekte) Den Radikalpaar-Mechanismus versteht die Forschung inzwischen relativ gut, verglichen mit anderen möglichen nicht-thermischen Wechselwirkungseffekten von Magnetfeldern und biologischen Systemen. Das liegt vor allem an Studien zum Orientierungssinn verschiedener Tierarten. Die in Radikalpaaren auftretenden Wechselbeziehungen (Fluktuationen) zwischen Spin-Systemen bewegen sich hin und her zwischen zwei charakteristischen Zuständen: dem Singlett-Zustand und dem Triplett-Zustand. Ein externes Magnetfeld , wie z.B. das Erdmagnetfeld, kann die auftretenden Fluktuationsraten und damit chemische Reaktionen beeinflussen, deren Endprodukte vom Spin-Zustand der beteiligten Radikale abhängen. In der Untersuchung des Radikalpaar-Mechanismus bieten kombinierte Quantenmechanik- und Molekulardynamik-Simulationen einen - im Experiment unzugänglichen - Einblick in die Abläufe der beteiligten Reaktionen, weshalb man vom "rechnergestützten Mikroskop" spricht. Bisher simulierte Systeme zeigen sehr kurze Radikal-Lebensdauern, welche die bei Zugvögeln beobachtete Empfindlichkeit gegenüber Magnetfeldern nicht vollständig erklären können. Die bei Tieren bekannten Radikalpaar-Reaktionen benötigen Licht und entsprechende Lichtrezeptoren, die der Mensch nicht besitzt. Bisher sind im Menschen somit keine chemischen Prozesse bekannt, bei denen der Radikalpaar-Mechanismus eine Rolle spielen könnte. Es wird allerdings weiter dazu geforscht. Wirkung auf Proteinfaltung Generell ist die Wirkung von schwachen EMF auf große Moleküle wie Eiweiße äußerst gering im Vergleich zur üblichen Molekülbewegung bei Raumtemperatur (Brownsche Molekularbewegung). Das Einbinden von Magnetfeldern in Simulationsstudien bedarf weiterer Forschung. Eine aktuell offene Fragestellung ist die Untersuchung der Wirkung von Magnetfeldern auf molekulare Transportprozesse und die Möglichkeit von Molekülteilen, andere Moleküle zu binden. Eine große Schwierigkeit stellt nach wie vor dar, dass Simulationen auf Atomebene nur kleinste Sekundenbruchteile berechnen können, aber biologische Prozesse Sekunden dauern. Wirkung auf Körpergewebe Um ermitteln zu können, wie groß EMF sind, die in biologischem Gewebe erzeugt werden, wird insbesondere bei niedrigen EMF -Frequenzen (unterhalb von 1 MHz ) auf computergestützte Verfahren zurückgegriffen. Dafür ist eine Verbesserung der Datenlage hinsichtlich der dielektrischen Eigenschaften von Geweben erforderlich. Mittels bildgebender Verfahren, wie z.B. der Magnetresonanztomographie, ist es möglich, sehr detaillierte Körpermodelle zu erstellen, mit denen z.B. Schwellenströme zur Erzeugung von Phosphenen (flackernde Lichterscheinungen am Blickfeldrand bei hohen Feldstärken) sehr realistisch simuliert werden können. Eine offene Frage besteht hinsichtlich der mikroskopischen Größenskala, bis zu der man noch von Leitfähigkeit und Permeabilität als makroskopischen Größen sprechen kann: Ist es das Mitochondrium (Kraftwerk der Zelle) oder doch die ganze Zelle? Stand: 09.12.2022
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Dresden-Roßendorf e.V., Institut für Ressourcenökologie durchgeführt. Das Verbundprojekt FENABIUM II zielt auf das grundlegende Verständnis der Wechselwirkungen zwischen f-Elementen mit bekannten und in biologischen Systemen häufig vorkommenden Strukturmotiven. Derartige Wechselwirkungen sind von großer Bedeutung für die Einschätzung einer Verbreitung dieser Elemente in Geo- und Biosystemen, insbesondere nach einer unbeabsichtigten Freisetzung. Im Hinblick auf die erhöhten Gesundheitsrisiken infolge ihrer radioaktiven Strahlung und Schwermetalltoxizität ist dabei insbesondere ein Eintrag von Actinoiden (An) in die Nahrungskette von besonderer Relevanz. Im hier konzipierten Verbundprojekt werden entsprechende bioinspirierte Modellverbindungen aufgebaut und die gebildeten f Elementkomplexe strukturell charakterisiert, um ein grundlegendes Verständnis der vorherrschenden Wechselwirkungen zu erlangen. Studien an Modellliganden sollen auf ausgewählte Aminosäuren übertragen werden, um einen grundlegenden Transfer der Erkenntnisse in biologische Gesamtsysteme zu erlauben. Die hierzu im Mittelpunkt stehende Biomolekülklasse werden Caseine sein, die aus quantitativer Sicht wichtigste Gruppe von Milchproteinen. Die in Caseinen zahlreich vorkommenden Phosphoserinreste sind potenzielle Bindungsstellen für eine Koordination von Metallionen. Ein weiterer wesentlicher Aspekt des Verbundprojektes ist die Ausbildung und Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses. Neben der Ausbildung der direkt an FENABIUM II beteiligten Doktorand:innen sind weiterführende Maßnahmen wie zwei Summer Schools und eine Wissensvermittlung in Form eines Radioökologie Open Online Moduls (ROOM) vorgesehen. Ferner ist eine Intensivierung der Kooperation mit Dr. Michel Meyer, Prof. David Mills, Dr. Takayuki Kumada und Prof. Vincenzo Fogliano in Form von Forschungsaufenthalten von Doktorand:innen vorgesehen.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Fachrichtung Chemie und Lebensmittelchemie, Professur für Anorganische Molekülchemie durchgeführt. Das Verbundprojekt FENABIUM II zielt auf das grundlegende Verständnis der Wechselwirkungen zwischen f-Elementen mit bekannten und in biologischen Systemen häufig vorkommenden Strukturmotiven. Derartige Wechselwirkungen sind von großer Bedeutung für die Einschätzung einer Verbreitung dieser Elemente in Geo- und Biosystemen, insbesondere nach einer unbeabsichtigten Freisetzung. Im Hinblick auf die potenziellen Gesundheitsrisiken infolge ihrer radioaktiven Strahlung und Schwermetalltoxizität ist dabei insbesondere ein Eintrag von Actinoiden (An) in die Nahrungskette von besonderer Relevanz. Im hier konzipierten Verbundprojekt werden entsprechende bioinspirierte Modellverbindungen aufgebaut, die gebildeten f-Elementkomplexe strukturell charakterisiert und deren thermodynamische Kenngrößen bestimmt, um ein grundlegendes Verständnis der vorherrschenden Wechselwirkungen zu erlangen. Studien an ausgewählten Aminosäuren und Peptidsequenzen sowie an lebensmittelrelevanten Proteinen werden, parallel zu den gewonnenen Erkenntnissen an den Modellliganden, einen grundlegenden Transfer der Erkenntnisse in biologische Gesamtsysteme erlauben. Die hierzu im Mittelpunkt stehende Biomolekülklasse stellen Caseine dar, die aus quantitativer Sicht wichtigste Gruppe von Milchproteinen. Die in Caseinen zahlreich vorkommenden Phosphoserinreste sind potenzielle Bindungsstellen für eine Koordination von Metallionen. Darüber hinaus wird die im biologischen System Milch ablaufende Assoziation der individuellen Caseine zu sogenannten Caseinmicellen und deren Einfluss auf das Bindungsverhalten gegenüber f-Elementen untersucht. Einen weiteren Schwerpunkt des Verbundprojektes bildet die Ausbildung und Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses.
Das Projekt "Si-Aufnahme durch Pflanzen und Transformation von phytogenem Si" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fachgruppe Geowissenschaften, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Lehrstuhl für Agrarökosystemforschung durchgeführt. Das phytogene amorphe Si ist einer der aktivsten Si-Pools in terrestrischen Biogeosystemen. Seine Lösung beeinflusst den Si-Austrag aus Böden, die Wiederaufnahme von Si durch Pflanzen und somit entscheidend den Si-Kreislauf. Die Aufnahme von Si aus verschiedenen Si-Pools des Bodens durch 4 typische Laub- und Nadelbäume, sowie 2 Gräser wird quantifiziert und die Bildung des phytogenen Si wird in Gefäßversuchen bestimmt. In Inkubationsexperimenten wird die Kinetik der Auflösung von phytogenem Si unter verschiedenen pH- und Redoxbedingungen des Bodens, aber auch bei Anwesenheit der komplexbildenden Karbonsäuren quantifiziert. In einem Perkolationsversuch wird die Verlagerung im Boden und Auswaschung von phytogenem Si aus dem Boden bestimmt. Alle Experimente , T1/2=172 a) durchgeführt, wodurch eine?werden mit radioaktivem 32Si (schwaches Differenzierung der pflanzlichen Aufnahme von Si aus verschiedenen Bodenpools ermöglicht wird, zwischen der Auflösung von phytogenem und geogenem Si unterschieden wird und sehr hohe Nachweisgrenzen erreicht werden. Die morphologischen Formen des phytogenen Si und ihre Veränderungen während der Lösung werden durch eine Kopplung von Mikroautoradiographie und Mikroskopie identifiziert. Quantifizierte kinetische Parameter der biogenen Si-Flusse werden wesentliche Beiträge zur internen Si-Kreisläufen in Ökosystemen liefern
Das Projekt "Teilvorhaben 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schwarting Biosystem GmbH durchgeführt. In diesem Projekt wird eine an Tourismusregionen angepasste, neuartige Anlagentechnik entwickelt und erprobt. Diese, ausgeführt als Kombination Membranbioreaktor/Vergärungsanlage, gewinnt aus Hotelabwässern wieder verwendbares Brauchwasser und aus organischen Hotelabfällen Dünger und Biogas. Dadurch wird Trinkwasser eingespart, die Abfallmenge reduziert und regenerative Energie produziert. Nach Planung und Bau wird die in Containern vormontierte Pilotanlage an den Standort transportiert. Dort erfolgen Inbetriebnahme und Feinabstimmung. Durch die wissenschaftlichen Untersuchungen werden die Einzelanlagen sowie die Anlagenabstimmung optimiert, der Dauerbetrieb demonstriert, ein Planungstool entwickelt, die Einbindung in den Hotelbetrieb und die Übertragbarkeit untersucht sowie ein Vermarktungskonzept erstellt. Auf Basis der Ergebnisse wird ein modulares Anlagensystem entwickelt und für Tourismusregionen anwendbar gemacht. Weitere Schritte sehen die Etablierung als dezentrales Anlagenkonzept z.B. im kommunalen Bereich vor. Die wissenschaftlichen Ergebnisse dienen der Anlagenoptimierung und führen zu erheblichem Know-how Gewinn für Bau und Betrieb von Biogasmodulen.
Das Projekt "Vorhaben: Verbesserung von Parametrisierungen des Licht- und Energieflusses durch Meereis im arktischen Ozean" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von O.A.Sys - Ocean Atmosphere Systems GmbH durchgeführt. To be able to predict the physical conditions for the Arctic ecosystem in the ‚new Arctic', it is necessary to understand and parametrise the processes which determine the light and enery budget under the sea ice and snow under 'first year ice' conditions. For this we need a holistic approach that combines biology, optics, seaice and ocean physics, based on direct observations and remotely sensed information with numerical modelling. This is the overall goal of the joint project (with AWI, BAS and UCL) to which OASys contributes. Sea ice plays a fundamental role in the Arctic ecosystem through complex physical and bio-geochemical interactions and feedbacks. The sea ice matrix offers a protected habitat for microbial life, particularly for algae, which together with phytoplankton form the base of the Arctic marine food web, sustaining the sea ice associated macrofauna and part of the pelagic zooplankton. The growth of sea ice algae and phytoplankton depends in large parts on light availability, which is strongly dependent on the sea ice and under ice water properties. On the other hand, the ice underside provides a high variable and heterogeneous habitat for different ice-associated macrofauna, i.e. the zooplankton communities whose vertical migration is often triggered by food availability and periodic changes in light availability. As the Arctic is changing, it is no longer dominated by thick multi-year ice (MYI), but it is a regime dominated by thinner, more dynamic, first year ice (FYI). At the same time, the length of the melt season has increased, leading to earlier retreat and later ice formation, changes in snow accumulation and freshwater input to the Arctic Ocean. These changes have important implications for the in-ice and under-ice biota, influencing light availability, ocean properties, and the timing of sea ice algae and phytoplankton blooms. In other words, changes in sea ice can alter phenology of carbon supply to the ecosystem. We are still in the process of elucidating these complexities, but our fundamental understanding of ecosystem function, sea ice, and upper ocean processes in the Arctic Ocean has been overwhelmingly derived from a MYI setting, rather than the FYI dominated Arctic of recent years. As a result, our current state of knowledge and the validity of many of the parameterisations presently embedded in models become more questionable. For example, most GCMs use a formulation of sea ice light transmission for MYI. However, such treatment can lead to underestimation of the under-ice light conditions. Furthermore, recent measures have shown that the transition from a MYI to FYI summer ice cover corresponds to a 50% increase in light absorption in sea ice and an increase of 200% in light transmittance into the upper ocean. (abridged text)
Das Projekt "Mobilisierung von Eisen in Vulkanasche während des Transports in Eruptionssäulen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Department Troposphärenforschung durchgeführt. Vulkanische Asche wurde vor kurzem als eines potenziellen Düngemittel für Ozeanoberfläche identifiziert worden. Jedoch werden die Prozesse, die Umwandlung von unlöslichen zu löslichen Eisen ermöglichen Fe-Verbindungen in der Asche wenig verstanden bisher. Diese Studie untersucht die vulkanische Wolke Kontrollen auf Asche Eisenlöslichkeit. Ich kombiniere Vulkanausbruch Spalte Modellierung mit hohen, mittleren und niedrigen Temperaturen chemische Reaktionen in Eruption Wolken, um besser einschränken Vulkanasche Eisen Mobilisierung unter Berücksichtigung der Wechselwirkung verschiedener Arten in einem Fest-Flüssig-Gas-System. Zuerst benutze ich ATHAM die Plum Dynamik und Mikrophysik lösen. Zweitens, entwickle ich eine Chemie und Thermodynamik Code, der die Umgebungsbedingungen (in-plume Temperatur, Druck, Feuchtigkeit usw.) bekommt von den ATHAM Ausgänge und simuliert die gas-ash/aerosol Interaktionen mit speziellem Fokus auf Eisen-Chemie. Dieses Modell basiert auf einer Reihe von gekoppelten Massenbilanzgleichungen für verschiedene Arten der Eruptionssäule. Begriffe, die in diesen Gleichungen basieren auf physikalisch-chemischen Wechselwirkungen von gasförmigen, flüssigen und festen Arten parametriert. Einige der wichtigsten Prozesse in dieser Studie nicht berücksichtigt sind: Gas-Scavenging durch Asche, Wasser und Eis, Auflösung von Asche in der flüssigen Phase und Eisen wässrigen Chemie. Eine Reihe von Laborexperimenten auf Asche wird auch als die Ergebnisse der Modellierung gegen echte Ascheproben und Beobachtung zu bewerten. Schließlich schlage ich die günstige vulkanischen Einstellung und in-plume Prozesse für Asche Eisen Mobilisierung.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für funktionelle Grenzflächen (IFG), Abteilung Bioprozesstechnik und Biosysteme (BEBS) durchgeführt. Wir werden einen automatisierten Gegenstrom-Fluss-Reaktor für die enzymatische Glykansynthese als genuine biohybride Plattformtechnologie entwickeln. Dazu werden Mikrogel-immobilisierte Enzymkaskaden in einen neuen Typ eines kontinuierlich betriebenen und kompartimentierten biokatalytischen Flussreaktor integriert, in dem die Substrat- und Produktflüsse in Gegenstrom Richtungen geleitet werden. Die Herausforderungen in der enzymatischen Glykansynthese gelten generell auch für die Produktion von Feinchemikalien mit Enzymkaskaden gelten. Unsere Lösungen beinhalten skalierbare Konzepte für die Immobilisierung von Enzymen - speziell Glykosyltransferasen, die maßgeschneiderte Kompartimentierung von immobilisierten Enzymkaskaden (IEK) in Kombination mit in situ Entfernung der Produkte sowie das Design eines automatisierten kontinuierlichen Flussreaktors mit hohen Raum-Zeit-Ausbeuten für die laufenden Synthesen. Für die automatisierte enzymatische Glykansynthese verfolgen wir folgende Zielsetzungen: i) Synthese von funktionellen Mikrogelen und Immobilisierung von Glykosyltransferasen in diesen Mikrogelen und deren Kombination zu Kaskaden; ii) Design und Konstruktion eines Membran-basierten Reaktorsystems mit integrierten Produktisolierung durch multiple entgegen gerichtete Substrat - und Produktströme; iii) Automatisierung und in-silico Simulation der Mikrogel Enzymkaskaden für die Optimierung von Prozessbedingungen; iii) Für die Optimierung und Prozessvalidierung wird eine schnelle at-line Glykananalyse entwickelt und System-integrierte physikalische und Simulationsbasierte virtuelle Sensoren angewendet. Zusammenfassend wird unser Projekt zur Förderpolitik beitragen, indem eine neuartige Biohybridtechnologie mit Mikrogel-immobilisierten Enzymkaskaden als Reaktionskompartimente und deren Integration in einen automatisierten und kompartimentierten Gegenstrom Flussreaktor zur Synthese von Glykanen entwickelt wird.
Das Projekt "Prognostizierung der zukünftigen Verbreitung einer Schlüsselart an einem Brennpunkt der Ozeanerwärmung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Lehrstuhl für Aquatische Systembiologie durchgeführt. Die Neuverteilung von Arten durch die anthropogene Erderwärmung ist besorgniserregend. Die Meere verändern sich dramatisch, da marine Lebewesen zwölf Mal schneller ihren Lebensraum verschieben als Tiere an Land. Dies verursacht nicht nur den Verlust lokaler Biodiversität, sondern bedroht auch wichtige Nahrungsquellen für Millionen von Menschen. Effektive Anpassungs- und Schutzstrategien sind entscheidend um die Folgen auf Natur und Mensch abzumildern. Dies bedarf allerdings einer frühen Erkennung und Vorhersage solcher Ereignisse. Vorhersagen sind jedoch meist unsicher, da die komplexen Reaktionen von Arten auf die Ozeanerwärmung nur unzureichend verstanden sind. Die Bedeutung der stoffwechselbedingten Temperaturtoleranz trug bereits viel zum Verständnis bei. Wie andere Arten die Lebensraumverschiebung beeinflussen wurde bislang allerdings kaum beachtet. Das Ziel der Studie ist die Vorhersage der Neuverteilung einer Schlüsselart in einem Brennpunkt der Ozeanerwärmung, mittels einer neuartigen Kombination abiotischer und biotischer Faktoren sowie von Tier-Experimenten und Modellierung. Das Projekt wird in Tasmanien, Australien stattfinden, wo durch überdurchschnittliche Erwärmungsraten, die globalen Folgen der Ozeanerwärmung modellhaft erforscht werden können. Die ökologisch und ökonomisch bedeutende ostaustralische Languste wird als Fallbeispiel dienen, durch ihr hohes Potential in tasmanische Gewässer einzuwandern sowie den bislang unbekannten Folgen wenn sie mit Tasmaniens wirtschaftlich bedeutendster Krebstierart, den südlichen Felsenhummer, in Kontakt tritt. Das Projekt wird in Kooperation mit dem Institute for Marine and Antarctic Studies und der University of Tasmania stattfinden und aus fünf Projektabschnitten bestehen: i) Feinskalige Messung der Habitat Temperaturen an der südlichen Verbreitungsgrenze der ostaustralischen Languste. ii) Temperatur- und Konkurrenzakklimatisation von ostaustralischer Languste und südlichem Felsenhummer, um zu testen ob umkehrbare Anpassungen der Körperfunktionen oder Konkurrenz die Temperaturtoleranz beeinflussen. iii) Experimentelle Untersuchung der Temperaturpräferenz und Veränderung des Konkurrenzverhaltens zwischen beiden Langusten Arten entlang eines Temperaturgradienten. iv) Untersuchung der physiologischen Temperaturtoleranz beider Langusten Arten auf der Ganztier-, Gewebe- und Zellebene. v) Entwicklung eines Artverbreitungsmodells, das physikalische-, verhaltens-, und physiologische Daten integriert um die zukünftige Verbreitung der ostaustralischen Languste vorherzusagen. Die innovative Einbindung der Effekte von Konkurrenz auf die Neuverteilung von Arten, sowie die Untersuchung wie Physiologie und Verhalten gegenseitig die Temperaturtoleranz beeinflussen, wird die Vorhersagen maßgeblich verbessern. Dies ist nicht nur von großer Bedeutung für das Management von Schutzgebieten und der Fischerei, sondern nutzt als wichtige Fallstudie zukünftigen Untersuchungen der klimabedingten Neuverteilungen von Ar
Das Projekt "Phase shifts within alke plankton communties in response to climate warning: implications for the match/mismatch of species interaction" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. durchgeführt.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 75 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 74 |
| unbekannt | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 1 |
| offen | 74 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 75 |
| Englisch | 19 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 64 |
| Webseite | 11 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 45 |
| Lebewesen & Lebensräume | 66 |
| Luft | 37 |
| Mensch & Umwelt | 75 |
| Wasser | 41 |
| Weitere | 75 |