Holz, das hauptsaechlich aus Cellulose, Hemicellulose und Lignin besteht, ist eine Hauptquelle fuer erneuerbare Rohstoffe. Neben der industriellen Nutzung der Cellulose nimmt auch das Interesse an mikrobiellen hemicellulolytischen Enzymen zu, um oligomere Produkte aus komplexen Polysacchariden zu gewinnen. Im Hinterdarm von Termiten hat sich seit Jahrmillionen eine spezifische mikrobielle Flora etabliert, die am Lignocelluloseabbau beteiligt ist. Diese Flora besteht aus Bakterien, Archaebakterien, Hefen und Flagellaten. Wegen der symbiontischen Wechselwirkungen zwischen Insekten und Mikroorganismen wird Holz wesentlich effektiver abgebaut als durch Mikroorganismen allein. Ziel dieser Untersuchungen ist es, die mikrobielle Darmflora systematisch einzuordnen, biochemisch zu charakterisieren und ihre Rolle beim Lignocelluloseabbau aufzuklaeren. Die gewonnenen Erkenntnisse ueber den mikrobiellen Holzabbau lassen sich dann moeglicherweise bei der technischen Nutzung von Rohstoffen aus Holz einsetzen.
Die Verknüpfung zwischen der Ökologie von Organismen und deren Verteilungsmuster sowie die Verallgemeinerbarkeit dieser Zusammenhänge sind eine essentielle Basis für das Verständnis der funktionellen Dynamik von Ökosystemen und deren assoziierter Biodiversität. Das Zusammenspiel zwischen Biodiversität und Ökosystemfunktion wirft die Frage auf in wieweit die funktionelle Differenzierung von Taxa deren Verteilungsmuster bedingt. Einer der offensichtlichsten funktionellen Unterschiede zwischen Organismen ist die Differenzierung der Ernährungsstrategien in heterotrophe, mixotrophe und phototrophe Organismen. Mikrobielle Eukaryoten sind aufgrund ihrer überwältigenden Diversität und funktionellen Differenziertheit besonders geeignet, um solche übergeordneten Fragestellungen anzugehen. Chrysomonaden (Chrysophyceen) sind hier besonders geeignet, da sie weit verbreitet sind und zu den dominanten Organismengruppen in einer Vielzahl von Habitaten gehören. Verschiedenste Ernährungsstrategien sind realisiert und Chrysomonaden der verschiedenen Ernährungstypen koexistieren in vielen Habitaten. Zudem sind die Chrysomonaden eine ökologisch vergleichsweise gut untersuchte Organsimengruppe mit vielen Modellarten für ökologische und ökophysiologische Fragestellungen. Heterotrophie evolvierte mehrfach innerhalb der Goldalgen. In diesem Projekt testen wir die Hypothese, dass heterotrophe Taxa im Vergleich zu phototrophen und mixotrophen Taxa im Allgemeinen eine größere Toleranz im Hinblick auf abiotische Faktoren haben. Damit verknüpft testen wir die Hypothese, dass sich die Verteilungsmuster von heterotrophen, mixotrophen und phototrophen Chrysomonaden unterscheiden und eher mit deren Ökologie als mit deren Phylogenie korrelieren. In einem ersten Arbeitspaket charakterisieren wir das Wachstum verschiedener Arten als Funktion der Futter- und Nährstoffkonzentration, der Futterqualität und der Beleuchtungsverhältnisse. Auf dieser Basis werden wir dann die Nischenweite vergleichend untersuchen und die Hypothese testen, dass sich diese Nischenweite systematisch zwischen Taxa verschiedener Ernährungstypen unterscheidet. Diese ökophysiologischen Untersuchungen ergänzen wir mit Analysen der Verbreitungsmuster. Der Fokus liegt dabei auf der regionalen Verbreitung unter Berücksichtigung der Verschiedenheit in Bezug auf die abiotischen Umweltfaktoren. Insbesondere nehmen wir an, dass phototrophe Chrysomonaden eine stärker eingeengt Verbreitung in Bezug auf die abiotischen Umweltfaktoren aufweisen als die heterotrophen Taxa. Ebenso erwarten wir eine stärker ausgeprägte Saisonalität bei phototrophen Taxa als bei heterotrophen. Zusammengenommen bieten die geplanten Analysen, basierend auf der exemplarischen Analyse der Verbreitungsmuster und der ökophysiologischen Nischenweite von Chrysomonaden, eine fundierte Basis für ein Verständnis der Zusammenhänge zwischen der funktionellen Diversität von Ökosystemen und deren assoziierter Biodiversität.
Die Euglenida sind einzellige Flagellaten mit großer Heterogenität. Die Entstehung der phototrohen Euglenida durch eine sekundäre Endocytobiose ist ein beeindruckendes Beispiel für retikulare Evolution. Eine Besonderheit der plastidären Genome von Euglena gracilis und Euglena longa ist der hohe Anteil an Introns der Gruppen II und III. Da Intronerwerb und -verlust seltene evolutionäre Ereignisse sind, eignen sich Intronsequenzen als molekulare Marker, um die Phylogenese zu rekonstruieren. Hier werden Introns von verschiedenen Genen der Plastiden auf ihre Verteilung innerhalb der phototrophen Euglenida untersucht.
Humans are altering the composition of biological communities through a variety of activities that increase rates of species invasions and/or species extinctions, at all scales, from local to global. These changes in components of biodiversity have a strong potential to alter ecosystem properties. In plant communities subordinate species (locally non-dominant species) that collectively compose the main part of the diversity, are generally at greater risk for extinction due their small population sizes. The role of subordinate plant species for the maintenance of ecosystem functions (e.g., production), for the resistance of plant communities against change in resource availability (e.g., drought, fertilization) and for the maintenance of the diversity of belowground organisms (e.g., protists, bacteria, fungi) and their function has recently received increasing attention, but remains poorly known. Understanding the impact of the present loss of biodiversity on ecosystem functions is a key challenge in ecology. If diversity per se can be shown to have a critical role on ecosystem functions, this can be, together with ethical and aesthetic reasons a crucial argument to increase present biodiversity conservation efforts. Moreover, understanding the link between above and belowground diversity is one of the main present challenges in ecology. While this research addresses primarily purely scientific questions, its broader impact on the management of biodiversity and natural plant communities could be significant. Specific aims are: - To assess the role of subordinate plant species on the structure and functioning of the above- and below-ground components of a grassland ecosystem by using a removal experiment. - To assess experimentally the influence of subordinate plant species on the response of above- and belowground components of the ecosystem to resource limitation (drought). - To initiate a long-term experiment in the same site, with possible extension to other ecosystem processes (e.g., nutrient stress release by N or P addition, invasibility) and components (e.g., nematodes, earthworms, flagellates). A field experiment will be carried out on permanent plots in a species-rich grazed meadow of the Swiss Jura Mountains. The effect of subordinate plant species (frequent but never dominant in the plant community) will be assessed through a three-level factor: (1) removal of subordinate plant species; (2) removal of similar biomass of dominant plant species; (3) control without removal. The effect of resource limitation will be assessed through a two-level factor: (1) drought; (2) control. Plant composition, functional traits and biomass will be monitored during the ongoing experiment. Belowground diversity will be identified by monitoring three groups with contrasted functional roles in the soil food web: bacteria, fungi and testate amoebae. Moreover, direct measurements of key soil processes (respiration, decomposition) will be done.
Obwohl das Abyssal den größten benthischen Lebensraum auf der Erde darstellt, sind mikrobielle Eukaryoten bisher kaum untersucht worden. Dies steht in krassem Widerspruch zur potentiellen Bedeutung der Protisten für den Stofffluss und den Bakterienkonsum in der Tiefsee. Die Untersuchung der abyssalen Protisten von verschiedenen Tiefseebecken des südlichen Nordatlantik soll einen globalen Vergleich der Tiefsee-Nanofauna erlauben. Wir rechnen mit einer einzigartigen Gemeinschaft von Protisten, die signifikante Unterschiede zu anderen marinen Habitaten aufweist. Die Untersuchungen sollen zusammen mit dem Projekt VEMA-TRANSIT durchgeführt werden. Dadurch entsteht die einzigartige Möglichkeit, die gefunden Besiedlungsmuster auf verschiedenen Größenstufen der Tiefseeorganismen vergleichend zu analysieren. Wir wollen an Bord der R/V Sonne mit einem Multicorer Sedimentproben nehmen, Protisten isolieren, kultivieren und zusätzlich Proben fixieren, um im Labor in Köln RNA- und DNA- und Proteom-Analysen durchzuführen. Neben dem Vergleich der unterschiedlichen Techniken wollen wir isolierte Protisten aus der Tiefsee unter Druck kultivieren und Genexpressionsmuster bei Druckinkubation analysieren, um typische Tiefseeprotisten zu identifizieren. Wir erwarten ein komplett neues Verständnis der Rolle der Nano- und Mikroprotisten (heterotrophe Flagellaten, Amöben und Ciliaten), die sehr viel artenreicher als die traditionell berücksichtigten Foraminiferen sind.
Protozoa play a dominant role in controlling the flux of carbon through bacteria in soil, in particular in the plant rhizosphere and detritusphere. In contrast to the fundamental role of nanoprotozoa in soil systems there is only anecdotal information on the diversity of these most abundant eukaryotes in soil. One major reason for the general ignorance of nanofauna were methodological difficulties in analysing small protists in the opaque soil environment and the lack of taxonomic expertise. However, recent developments in molecular biology and in the cultivation of so-called uncultivable protists now allow the incorporation of nanofauna studies to close the important gap on this important trophic link in the soil food web. During the first grant period our groups have developed new specific molecular primers for several clades of flagellates and amoebae which are currently applied in a first high through-put 454- sequencing initiative. We also adopted a new aliquot cultivation procedure to soils, allowing sequencing of single clones, and direct analyses of soil suspensions. We are ready to apply these methods on all 150 intensively studied forest plots to analyze the abundance and biodiversity of flagellates and amoebae. The combination of these methods now allows us to obtain comparable estimates of the diversity of heterotrophic flagellates and naked amoebae in unprecedented detail. This generates the first data set worldwide considering nanoprotists as the most abundant but least studied soil component on a quantitative and qualitative level in direct relation to data on corresponding bacteria, fungi, and many other biotic and abiotic soil parameters (above and below ground). Closing the gap between bacteria and multicellular organisms should be fundamental for our understanding of the biodiversity in soil.
Vetreter der marinen Dinoflagellaten Gattung Alexandrium produzieren das sehr starke Neurogift Saxitoxin (STX). Durch den Verzehr von kontaminierten Muscheln haben sie Einfluss auf die menschliche Gesundheit als auch auf die Aquakultur-Industrie. Noch ist wenig bekannt über die Faktoren und die Prozesse die Blütenbildung von Alexandrium Arten und ihren Populationen in Australischen Gewässern beeinflussen. Die Schwierigkeit die Alexandrium Arten einwandfrei und direkt bei Monitoring Programmen zu unterscheiden und das Auftreten von giftigen als auch ungiftigen Arten in den gleichen Regionen macht deren Überwachung sehr kompliziert. Es ist nötig mit modernen molekularen Methoden die Alexandrium-Diversität zu analysieren und Methoden zu entwickeln, welche eine sichere Diskriminierung und Quantifizierung ermöglicht. So soll ein tiefes Verständnis der Diversität ihre Verteilungen und die Dynamic der Population erreicht werden. In diesem Projekt werden wir tiefen Sequenzierungen (NGS) und qPCR Assays einsetzen um: 1. Die bisher unentdeckte Biodiversität von Alexandrium Arten aufzuschlüsseln; 2. Die Alexandrium-Populationsdynamiken in den Küstenregionen zu studieren 3. Kooperationen mit den Muschelfarmen und Monitoring Beauftragten Molekulare Methoden wie qPCR und Pyrosequenzierungen für Langzeitstudien zu ermöglichen.
Im Einzelnen sollen Daten aus kritischen Wassermassenstockwerken im Pazifischen Ozean gewonnen werden, um zu untersuchen, ob es ggf. Kohlenstoffquellen in der Tiefsee gab, die zu den glazial-interglazialen CO2-Zyklen und der 14C Anomalie während der letzten Abschmelzphase maßgeblich beigetragen haben. Des Weiteren sollen heterotrophe Flagellaten aus Oberflächensedimenten im Tiefsee-Becken des Pazifiks gewonnen werden und ein Vergleich mit anderen Ozeanbecken erfolgen. Außerdem soll die Tiefenverteilung von Geno- und Ökotypen untersucht werden, die im Bereich der kritischen Tiefen bis 7000m liegen, ob Nanofauna in Tiefseegräben existiert und wenn ja, ob dort die Barophilie noch stärker ausgebildet ist. Weiterhin soll untersucht werden ob die Genotyp-Zusammensetzung verglichen mit der Nanofauna der Tiefseeebenen dort divergenter ist. Die hier vorgeschlagene Untersuchung von Neodym-Isotopen in der Wassersäule des Westpazifiks wird einen wichtigen Beitrag zum GEOTRACES Programm und unserem Verständnis der Nd-Isotopenverteilung im Westpazifik liefern. Während dieser Fahrt sollen ebenfalls Sedimentkerne aus mittleren Wassertiefen in der Umgebung der Insel Rota gewonnen und untersucht werden. Sedimentoberflächenproben für Flagellaten-Untersuchung werden aus unterschiedlichen Wassertiefen bis 7000m gewonnen. Wasserproben werden aus verschiedenen Wassertiefen an 16 Stationen entlang der Transitstrecke genommen und auf ihre Neodym-Isotopenzusammensetzung untersucht.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 41 |
| Europa | 1 |
| Wirtschaft | 1 |
| Wissenschaft | 24 |
| Zivilgesellschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 41 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 41 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 33 |
| Englisch | 11 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 32 |
| Webseite | 9 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 25 |
| Lebewesen und Lebensräume | 41 |
| Luft | 15 |
| Mensch und Umwelt | 41 |
| Wasser | 29 |
| Weitere | 41 |