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Bacterial communities in winter

Transition in bacterial communities along the 2000 km salinity gradient of the Baltic Sea in winter.

Bacterial communities in summer

Transition in bacterial communities along the 2000 km salinity gradient of the Baltic Sea in summer.

Schlauchalgen (Xanthophyceae: Vaucheriaceae)

Komplizierte Verwandtschaftsverhältnisse Die Taxonomie der Gelbgrünen Algen ist noch immer nicht vollständig geklärt. Ihre Gattungen und Arten wurden früher allein nach morphologischen Merkmalen bestimmt und geordnet. Genetische Untersuchungen haben aber gezeigt, dass dies nicht immer die wahren Verwandtschaftsverhältnisse abbildet. Aus der Familie der Vaucheriaceae sind weltweit nur etwa 75 Arten bekannt. Die aktuelle Gesamtartenliste der Schlauchalgen Deutschlands umfasst 45 etablierte Taxa (Arten, Varietäten und Formen) aus zwei Gattungen. Fäden zur See, zu Wasser und zu Land Viele der Gelbgrünen Algen sind mikroskopisch klein und für das bloße Auge nicht sichtbar. Bei den Schlauchlagen der Gattung Vaucheria gibt es aber Arten, die gut erkennbare Rasen oder dünne Beläge aus miteinander verflochtenen Fäden bilden, auch wenn die einzelnen Fäden klein sind und maximal 0,2 mm Durchmesser haben. Die meisten Schlauchalgen sind dunkelgrün gefärbt, da sie über viele kleine Chloroplasten verfügen, in denen sich die für die Photosynthese wichtigen Chlorophylle befinden. Man findet Schlauchalgen beispielsweise auf feuchter Erde oder auf Schlamm am Ufer unterschiedlicher Gewässertypen. Etwa 30 % der in Deutschland vorkommenden Vaucheria -Taxa leben an Salzwasser-Standorten, 70 % im oder am Süßwasser. Die einzige in Deutschland nachgewiesene Art der Gattung Asterosiphon ( A. dichotomus ) lebt an Land, und zwar auf feuchten, offenen Bodenstellen. Die Vertreter der Gattung Vaucheria verfügen über eine weitere Besonderheit, die bei keiner anderen Gattung der Gelbgrünen Algen bisher sicher nachgewiesen ist: sie können sich, neben vegetativer Vermehrung, auch sexuell fortpflanzen. Die Merkmale der Fortpflanzungsorgane, die nur mikroskopisch erkannt werden können, sind für die Artbestimmung entscheidend. Alge des Jahres 2021 Um die wenig beachtete Algengruppe etwas populärer zu machen, haben die Algenfachleute der Deutschen Botanischen Gesellschaft die Art Vaucheria velutina jetzt als erste Schlauchlage zur „Alge des Jahres“ gekürt. Vaucheria velutina ist ein Kosmopolit: Sie kommt in fast allen Weltmeeren vor, auch in Nord- und Ostsee. Als salzgebundene, lichtbedürftige Art siedelt sie bevorzugt in den Gezeitenzonen der Küsten, im Wattenmeer und in der Salzmarsch. Sie benötigt Weichsubstrat (z. B. Sand), um ihre typischen Bestände auszubilden. Bisher war die Alge nicht häufig. In der aktuellen Roten Liste der Schlauchlagen wird sie als selten aber ungefährdet eingeschätzt. Im warmen Sommer 2020 wurde jedoch vor der Insel Sylt ein viele Hektar bedeckendes Massenvorkommen von Vaucheria velutina entdeckt. Die Experten und Expertinnen diskutieren, wie, wann und weshalb es entstanden ist. Da die untersuchten Algen genetisch völlig einheitlich waren, wurde vermutet, sie könnten eingeschleppt sein; andererseits ist die Art in der Nordsee seit langem einheimisch. Auch die Frage, ob derartige Massenvermehrungen eine Gefahr für das Ökosystem darstellen oder nicht, kann im Moment nicht beantwortet werden. Wie geht es den Schlauchalgen? In der aktuell gültigen Roten Liste der Schlauchalgen wurden 45 Taxa bewertet. Davon wurden 33 (73 %) als ungefährdet eingeschätzt, 1 Art ( Vaucheria medusa ) gilt als gefährdet, bei 5 Arten (11 %) wurde eine Gefährdung unbekannten Ausmaßes festgestellt und bei den verbleibenden 6 Taxa (13 %) reicht die Datenlage für eine Bewertung der Gefährdung nicht aus. Keines der aus Deutschland bekannten Taxa wurde als extrem selten eingestuft oder in die Vorwarnliste aufgenommen. Es gibt aber viele Taxa (62 %), die als selten oder sehr selten gelten. Wenn man diese Ergebnisse mit anderen Artengruppen vergleicht, so lässt sich feststellen, dass es den Schlauchalgen nicht allzu schlecht geht. Viele limnische Arten profitieren davon, dass in den letzten Jahren ein Umdenken in Bezug auf Natur- und Gewässerschutz stattgefunden hat. Rückbau von Uferbefestigungen an Fließgewässern und die Schaffung von Schwemmflächen, die früher natürlicherweise existierten, tragen dazu bei, die Lebensbedingungen auch für diejenigen Schlauchalgen-Taxa zu verbessern, die auf entsprechende Feuchtstandorte angewiesen sind. Übrigens: Stärker „gefährdet“ als die Schlauchalgen selbst sind in Deutschland die Schlauchalgen-Fachleute. Es gibt hierzulande leider nur sehr wenige Expertinnen und Experten, die sich mit dieser Algengruppe gut auskennen. Aktuelle Rote Liste und Datenportal (Stand August 2015) Linne von Berg, K.-H. (2018): Rote Liste und Gesamtartenliste der Schlauchalgen (Xanthophyceae: Vaucheriaceae) Deutschlands. – In: Metzing, D.; Hofbauer, N.; Ludwig, G. & Matzke-Hajek, G. (Red.): Rote Liste gefährdeter Tiere, Pflanzen und Pilze Deutschlands, Band 7: Pflanzen. – Münster (Landwirtschaftsverlag). – Naturschutz und Biologische Vielfalt 70 (7): 567–598. Die aktuellen Rote-Liste-Daten sind auch als Download verfügbar. Im Datenportal "Algen Deutschlands " stehen darüber hinaus Beobachtungsdaten, Kartier-/Artenlisten und Verbreitungskarten zur Verfügung.

Zelluläre Klima-Adaptionen in alpinen und polaren Pflanzen

Das Projekt "Zelluläre Klima-Adaptionen in alpinen und polaren Pflanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Innsbruck, Institut für Botanik, Abteilung für Physiologie und Zellphysiologie Alpiner Pflanzen durchgeführt. Die Pflanzen der Hochgebirge und der polaren Zonen müssend im Vergleich zu Pflanzen gemäßigter Bereiche mit drei besonderen Anforderungen fertig werden: kurze Vegetationszeit, Kälte, auch im Sommer möglich, und hoher Sonneneinstrahlung. Die Anpassungsstrategien, die ein Überleben in Hochgebirge und Arktis möglich machen, sind nur z.T. bekannt. Von seiten der Ökologie und Ökophysiologie wurden etliche solcher Strategien beschrieben, allerdings meist nur auf der Ebene der Pflanze oder eines Organs. Erst in jüngerer Zeit gibt es einige Untersuchungen, die die Adaptionen des Stoffwechsels verstehen wollen. Die Anpassung eines Stoffwechsels an ungünstige Bedingungen ist aber auch ein Ausdruck des Zusammenspiels von Zellorganellen und Membranen. Bislang ist nur von seiten des Antragstellers eine erste Beschreibung der Ultrastruktur alpiner Pflanzen mit Anbindung an den Stoffwechsel und Einbeziehung der Standortbedingungen erfolgt. Hier zeigte sich, daß mit Methoden der modernen Zellbiologie ein enormer Wissenszuwachs erhalten werden kann. So wurden vom Antragsteller in elektronenmikroskopischen Untersuchungen festgestellt, daß bei Kälte und Starklicht die Chloroplasten vieler alpiner und polarer Pflanzen besondere Strukturen zeigen ('Protrusionen), die einige physiologische Anpassungen erklärbar machen können. Die dem Auftreten dieser dynamischen Strukturen zugrunde liegenden Vorgänge in der Zelle können am besten mit modernen zellbiologischen Verfahren, wie sie etwa für Cytoskelett-Untersuchungen üblich sind, beschrieben werden. Daher sollen mit Hilfe eines confokalen Laser-Scanning-Mikroskopes (CLSM) unter Verwendung des 'green fluorescent protein (GFP) sowie fluoreszenz-markierter Antikörpern oder Cytoskelett-Inhibitoren die Bildungsmechanismen, Stabilität und 3-D Struktur dieser Protrusionen untersucht werden. Grundlage ist hierzu die vorherige Erfassung des Standortklimas der Pflanzen und ihrer Photosyntheseaktivität, um die Faktoren zu kennen, die die Zelle veranlassen, die Chloroplasten umzubilden. Voruntersuchungen haben auch ergeben, daß bei Hochgebirgspflanzen eine mögliche Kooperation von Plastiden, Mitochondrien und Microbodies überlebenswichtig sein kann. Diese dynamische Organell-Kooperation soll ebenfalls untersucht werden. Alle Arbeiten werden mit Wildpflanzen aus geeigneten hochalpinen und polaren Wuchsorten gemacht und die zellbiologischen Beobachtungen müssen über die Ökophysiologie dieser Pflanzen interpretiert werden.

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Technik und Umwelt, Projekt Europäisches Forschungszentrum für Maßnahmen zur Luftreinhaltung durchgeführt.

Teilprojekt: IME-MB

Das Projekt "Teilprojekt: IME-MB" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Etablierung von Nutzpflanzen mit erhöhter Produktivität bei reduzierter Nutzung von Ressourcen wie Wasser und Dünger und verbesserter Resistenz gegen abiotischen Stress. Hierdurch soll der steigende Bedarf an landwirtschaftlicher Produktion verursacht durch das globale Bevölkerungswachstum und die Nutzung von Biomasse zur Energieproduktion befriedigt werden. Die Photorespiration der wichtigen Nutzpflanzen Raps und Reis soll durch Überexpression einer Glycolatdehydrogenase in den Chloroplasten reduziert werden. Der transgene Ansatz soll durch Nutzung alternativer Konstrukte optimiert werden. Dazu werden initial transgene Arabidopsis Linien umfassend charakterisiert. Am Ende der Förderperiode soll Saatgut für erste Feldtests zur Verfügung stehen. Die erzielten Ergebnisse werden eine fundierte Voraussage über das ökonomische Potenzial der eingesetzten Technik ermöglichen. Ein optimierter Ansatz soll im direkten Anschluss in mehreren Nutzpflanzen verwirklicht werden. Die entwickelten Technologien können zur Analyse weiterer wissenschaftlicher Fragestellungen genutzt werden.

Teilprojekt D: Bayer CropScience

Das Projekt "Teilprojekt D: Bayer CropScience" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayer CropScience AG durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Etablierung von Nutzpflanzen mit erhöhter Produktivität bei reduzierter Nutzung von Ressourcen wie Wasser und Dünger und verbesserter Resistenz gegen abiotischen Stress. Hierdurch soll der steigende Bedarf an landwirtschaftlicher Produktion verursacht durch das globale Bevölkerungswachstum und die Nutzung von Biomasse zur Energieproduktion befriedigt werden. Die Photorespiration der wichtigen Nutzpflanzen Raps und Reis soll durch Überexpression einer Glycolatdehydrogenase im Chloroplasten reduziert werden. Gleichzeitig werden Technologien zur Sichtung der hergestellten Linien im Hochdurchsatz etabliert, die eine Prognose der zukünftigen Leistungsfähigkeit im Feld erlauben. Der transgene Ansatz soll durch Nutzung alternativer Konstrukte optimiert werden. Am Ende der Förderperiode soll Saatgut für erste Feldtests zur Verfügung stehen. Die erzielten Ergebnisse werden eine fundierte Voraussage über das ökonomische Potenzial der eingesetzten Technik ermöglichen. Ein optimierter Ansatz soll im direkten Anschluss in mehreren Nutzpflanzen verwirklicht werden. Die entwickelten Technologien können zur Analyse weiterer wissenschaftlicher Fragestellungen genutzt werden.

Umweltforschung Stadt Esslingen (UFES)

Das Projekt "Umweltforschung Stadt Esslingen (UFES)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Fachbereich 2 Biologie,Chemie, Pflanzenökologie durchgeführt. Die Belastungssituation der Stadt Esslingen wird laufend untersucht ueber Flechtenkartierung und Bioindikation, z.T. ueber Transplantate. Ziel ist die Erstellung eines Belastungskatasters, das mit Grundlage fuer die Stadtplanung sein kann (Umwelt-Atlas). Methoden: Wachstumsanalysen, Fluoreszenz von Chloroplasten in vivo, Enzymaktivitaet u.a.

Teilvorhaben: FZ Jülich

Das Projekt "Teilvorhaben: FZ Jülich" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Bio-und Geowissenschaften (IBG), IBG-2: Pflanzenwissenschaften durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Etablierung von Nutzpflanzen mit erhöhter Produktivität bei reduzierter Nutzung von Ressourcen wie Wasser und Dünger und verbesserter Resistenz gegen abiotischen Stress. Hierdurch soll der steigende Bedarf an landwirtschaftlicher Produktion verursacht durch das globale Bevölkerungswachstum und die Nutzung von Biomasse zur Energieproduktion befriedigt werden. Die Photorespiration der wichtigen Nutzpflanzen Raps und Reis soll durch Überexpression einer Glycolatdehydrogenase im Chloroplasten reduziert werden. Gleichzeitig werden Technologien zur Sichtung der hergestellten Linien im Hochdurchsatz etabliert, die eine Prognose der zukünftigen Leistungsfähigkeit im Feld erlauben. Der transgene Ansatz soll durch Nutzung alternativer Konstrukte optimiert werden. Am Ende der Förderperiode soll Saatgut für erste Feldtests zur Verfügung stehen. Die erzielten Ergebnisse werden eine fundierte Voraussage über das ökonomische Potenzial der eingesetzten Technik ermöglichen. Ein optimierter Ansatz soll im direkten Anschluss in mehreren Nutzpflanzen verwirklicht werden. Die entwickelten Technologien können zur Analyse weiterer wissenschaftlicher Fragestellungen genutzt werden.

Teilvorhaben: RWTH Aachen

Das Projekt "Teilvorhaben: RWTH Aachen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Fachgruppe Biologie, Institut für Biologie I (Botanik, Molekulargenetik) durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Etablierung von Nutzpflanzen mit erhöhter Produktivität bei reduzierter Nutzung von Ressourcen wie Wasser und Dünger und verbesserter Resistenz gegen abiotischen Stress. Hierdurch soll der steigende Bedarf an landwirtschaftlicher Produktion verursacht durch das globale Bevölkerungswachstum und die Nutzung von Biomasse zur Energieproduktion befriedigt werden. Die Photorespiration der wichtigen Nutzpflanzen Raps und Reis soll durch Überexpression einer Glycolatdehydrogenase im Chloroplasten reduziert werden. Gleichzeitig werden Technologien zur Sichtung der hergestellten Linien im Hochdurchsatz etabliert, die eine Prognose der zukünftigen Leistungsfähigkeit im Feld erlauben. Der transgene Ansatz soll durch Nutzung alternativer Konstrukte optimiert werden. Am Ende der Förderperiode soll Saatgut für erste Feldtests zur Verfügung stehen. Die erzielten Ergebnisse werden eine fundierte Voraussage über das ökonomische Potenzial der eingesetzten Technik ermöglichen. Ein optimierter Ansatz soll im direkten Anschluss in mehreren Nutzpflanzen verwirklicht werden. Die entwickelten Technologien können zur Analyse weiterer wissenschaftlicher Fragestellungen genutzt werden

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