Unser Ziel ist es, das allgemeine Verständnis der extrem wichtigen, aber wenig verstandenen Rückkopplungsmechanismen zwischen biodiversitätsvermittelter Flexibilität von ökologischen Systemen und deren Möglichkeiten, auf Störungen zu reagieren, besser zu verstehen. Individuen, Populationen und Artengemeinschaften besitzen je nach Art der Biodiversität (z.B. genetisch, phänotypisch, taxonomisch) eine natürliche Flexibilität, die es ihnen erlaubt, sich an die jeweiligen Umweltbedingungen anzupassen. Dies wiederum beeinflusst ihre zeitliche Dynamik und schlussendlich das gesamte Nahrungsnetz. Erhöhter Fraßdruck kann zum Beispiel zu mehr schlecht fressbaren Algen führen. Dies reduziert die Abnahme der Algenbiomasse, wodurch die Biomasse und Zusammensetzung der Herbivorengemeinschaft beeinflusst wird. Beispielsweise kann sich der Anteil der Herbivoren (Pflanzenfresser) erhöhen, die schlecht fressbare Algen verwerten können, wodurch der Vorteil der schlecht fressbaren Algen gegenüber den gut fressbaren reduziert wird und somit die Koexistenz beider Formen steigt.
Das Schwerpunktprogramm zielt darauf ab, den klassischen ökologischen Ansatz, dass alle Individuen einer Population oder alle Arten einer Lebensgemeinschaft, unabhängig von den jeweiligen Umweltbedingungen, konstante Eigenschaften haben, durch einen neuen Ansatz zu ersetzen, der die Variabilität der Merkmale von Organismen und Arten berücksichtigt. Dieser Ansatz basiert auf messbaren funktionalen Merkmalen (sogenannte traits, z.B. Fressbarkeit der Beute, Selektivität von Räubern), die sich in Abhängigkeit von Umweltbedingungen ändern können.
Wir streben einen intensiven, sich gegenseitig stimulierenden Austausch zwischen experimentellen Ansätzen, Freilandarbeiten und mathematischen Modellen an, die hauptsächlich mit Plankton und Aufwuchssystemen arbeiten. Diese mikrobiellen Nahrungsnetze bestehen aus mehreren trophischen Ebenen mit interner Kopplung. Wir wollen besser verstehen, wie sich Biodiversität auf die Form von Dynamiken (z.B. stabil oder zyklisch) und die Reaktion auf Umweltänderungen auswirkt. Eine Überprüfung bereits etablierter theoretischer Konzepte ist damit unumgänglich, was uns jedoch die Möglichkeit geben wird, Biodiversität erhaltende Mechanismen zu identifizieren, diese zu testen und in Modelle zu integrieren, um deren Gültigkeit und damit Vorhersagekraft zu verbessern.
Steine umdrehen, Wasserproben nehmen, echte Forschungsdaten liefern: Das Projekt „DNA macht Schule" bringt modernste Wissenschaft direkt vor die Schultür. Grund- und Oberstufenschüler*innen in NRW werden zu Citizen Scientists und helfen dabei, den Zustand heimischer Bäche zu erforschen. Endlich mal raus aus dem Klassenzimmer – und trotzdem lernen. Vergessen Sie Arbeitsblätter über Ökosysteme: Beim neuen Projekt „DNA macht Schule" der Universität Duisburg-Essen packen Schüler*innen Gummistiefel und Becherlupen ein und ziehen los zum nächsten Bach. Dort werden sie zu echten Forschenden – mit einer Mission, die weit über den normalen Biologieunterricht hinausgeht. Das Besondere: Die Jugendlichen sammeln nicht nur Daten für die Schule, sondern liefern wissenschaftliche Erkenntnisse, die das Umweltbundesamt ( UBA ) für den Gewässerschutz nutzt. „Citizen Science" nennt sich dieser Ansatz – Bürger*innen werden zu Wissenschaftler*innen. Das Konzept ist genial einfach und gleichzeitig hochmodern: Die Schüler*innen untersuchen einen Bach in Schulnähe, schauen sich die Gewässerstruktur an und bestimmen die sichtbaren Tierarten – so weit, so klassisch. Doch dann wird es spannend: DNA-Metabarcoding heißt die Geheimwaffe der modernen Gewässerforschung. Diese Technik funktioniert wie ein Super-Barcode-Scanner, der selbst winzigste Lebewesen anhand ihrer genetischen Spuren im Wasser aufspürt. Mikroskopisch kleine Organismen, die sonst unsichtbar bleiben, werden plötzlich sichtbar. Die Wasserproben wandern ins Labor der Uni Duisburg-Essen, wo Forscher*innen die DNA-Analyse durchführen. Die Ergebnisse kommen als fertig aufbereitete Artenlisten zurück in die Schule – perfekt für die Auswertung im Unterricht. Praxisrelevanz: Ihre Schüler*innen arbeiten mit echten wissenschaftlichen Methoden und liefern Daten, die tatsächlich gebraucht werden. Das motiviert ungemein! Fächerübergreifend: Biologie, Chemie, Geografie, sogar Informatik – das Projekt verbindet verschiedene Disziplinen. Wenig Aufwand, große Wirkung: Die Uni liefert Unterrichtsmaterialien und übernimmt die komplexe Laborarbeit. Sie konzentrieren sich aufs Wesentliche: das Lernen mit Ihrer Klasse. Echte Forschung: Über viele kleine Fließgewässer in Deutschland wissen Behörden noch viel zu wenig. Ihre Klasse trägt dazu bei, diese Wissenslücke zu schließen. Hand aufs Herz: Wann hattet ihr schon mal die Chance, echte Forschungsdaten zu sammeln, die Wissenschaftler*innen und Umweltbehörden tatsächlich nutzen? Hier könnt ihr: Mit modernster Technologie arbeiten (DNA-Analyse!) Eure Umgebung unter die Lupe nehmen Herausfinden, welche geheimen Bewohner in „eurem" Bach leben Einen echten Beitrag zum Umweltschutz leisten Erfahren, wie Forschung wirklich funktioniert Der offizielle Projektstart war am 2. Juni im Bundesumweltministerium in Berlin – jetzt können sich Lehrkräfte mit ihren Klassen oder Kursen anmelden. Das Projekt richtet sich zum Auftakt zunächst regional an Grundschulen und gymnasiale Oberstufen in Nordrhein-Westfalen. Jetzt anmelden und mitmachen: Website: www.dna-macht-schule.de Kontakt: Prof. Dr. Florian Leese und Prof. Philipp Schmiemann E-Mail: dna-macht-schule [at] uni-due [dot] de Telefon: 0201/18 3-6328 Das Projekt wird durch das Bundesministerium für Umwelt, Klimaschutz , Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMUKN) und das Umweltbundesamt finanziert.