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Wozu bauen Coccolithophoriden eine Kalkschale? Dient sie zum Schutz gegen Fressfeinde und Pathogene?

Coccolithophoriden sind eine Gruppe von ca. 200-300 marinen Phytoplanktonarten, die in allen Weltmeeren vorkommt. Sie besitzen die besondere Fähigkeit eine Kalkschale (Coccosphäre) zu bauen, die sie aus vielen kleinen Kalkplättchen (Coccolithen) zusammensetzen. Aufgrund ihrer Fähigkeit zu kalzifizieren sind sie ein wichtiger Bestandteil im Klimasystem, denn die Produktion von Kalk nahe der Meeresoberfläche führt zu einem vertikalen Gradienten der Seewasseralkalinität, beschleunigt den Kohlenstoffexport in die Tiefsee und erhöht die Rückstrahlung von einfallender Sonnenenergie von der Erdoberfläche ins Weltall. Trotz intensiver Forschung an der Physiologie der Kalzifizierung und dessen biogeochemischer Relevanz konnten wir eine der entscheidenden Fragen immer noch nicht beantworten: Wozu bauen Coccolithophoriden eine Kalkschale? Die Beantwortung dieser Frage ist von außerordentlicher Bedeutung, denn solange wir nicht wissen wozu die Kalkschale dient können wir auch nicht vorraussagen in welchem Maße sich die durch die Ozeanversauerung zu erwartende Abnhame in der Kalzifizierung negativ auf die Fitness dieser Lebewesen in ihrem natürlichen Lebensraum auswirkt. In dem hier vorgestellten Projekt möchten wir die Frage nach der Bedeutung der Kalzifizierung erforschen, indem wir untersuchen ob die Coccosphäre einen Schutz gegen planktonische Räuber, Bakterien und Viren darstellt. Dazu haben wir eigens einen experimentellen Ansatz entwickelt wobei kalzifizierte und dekalzifizierte Coccolithophoridentzellen zusammen mit deren Fressfeinden und Pathogenen kultiviert werden. Dieser Ansatz erlaubt es uns folgende Fragestellungen zu untersuchen: 1) Sind kalzifizierte Zellen besser in der Lage sich gegen Fraß und Infektion zu schützen als Zellen ohne Coccosphäre? 2) Bevorzugen Fressfeinde und Pathogene solche Zellen, bei denen die Coccosphäre entfernt wurde, wenn ihnen beides angeboten wird? 3) Sind Wachstum und Reproduktion von Fressfeinden und Pathogenen verlangsamt, wenn sie kalzifizierte Zellen fressen oder infizieren?

KI-gestützte Erfassung und Prognose der Biodiversität und Wasserqualität in Trinkwasser-Reservoiren, Sensormethodik für Cyanobakteriendiversität

Produktivitaet und Stofftransport in Oekosystemen ausgewaehlter Regionen der Hochsee

Ausgangslage: Bestandsaufnahme und Beschreibung der Biologie von hochproduktiven Meeresgebieten; Zielsetzung: Erforschung von Wechselbeziehungen innerhalb von Lebensgemeinschaften sowie zwischen Lebensgemeinschaften und ihrer Umwelt; Gewinnen von Ausgangsdaten fuer die optimale fischereiliche Nutzung der Meeresgebiete.

Untersuchungen ueber den Gewaesserzustand von einigen wuerttembergischen Fluessen und Seen

Feststellung des Ist-Zustandes von Fluessen und Seen in Wuerttemberg; Auswirkung des Gewaesserzustandes auf die Flora.

Forschergruppe (FOR) 2332: Temperature-related stresses as a unifying principle in ancient extinctions (TERSANE), Teilprojekt: Entwicklung benthischer, mariner Faunen SW-Europas unter klimatischem Stress während des Unteren Jura (Pliensbach-Toarc) (EvoBiv)

Die globale Klimaerwärmung und damit assoziierte Stressfaktoren, insbesondere Sauerstoffverknappung und Ozeanversauerung, sind mitverantwortlich für die Verarmung vieler heutiger mariner Ökosysteme. Die geologische und fossile Überlieferung beinhaltet ein Archiv vergangener Phasen des Klimawandels und seiner Auswirkungen auf die Zusammensetzung, ökologische Funktionsweise und evolutionäre Dynamik mariner Faunen und erlaubt damit Aussagen zu langfristigen biotischen Veränderungen als Reaktion auf temperatur-gesteuerten Stress (TRS). Im beantragten Projekt soll dies für die mit einem Massenaussterben einhergehende Klimaerwärmung im Unteren Toarc (Unterer Jura, ca. 183 Millionen Jahre vor heute) in ausgewählten Profilen SW-Europas untersucht werden. Ziel ist es, mit einem interdisziplinären Forschungsansatz eine Verbindung zwischen wichtigen Umweltfaktoren (abgeleitet aus geochemischen Proxy-Daten und sedimentärer Fazies) und dem quantitativen Auftreten makrobenthischer Faunen (vor allem Muscheln und Brachiopoden) herzustellen, die ihrerseits eine große ökologische Bandbreite an Lebensweisen, Ernährungsweisen, Körpergrößen und Mobilitätsniveaus repräsentieren. Durch die Anwendung physiologischer Prinzipien soll die relative Bedeutung einzelner Umweltfaktoren (Temperaturextreme, Sauerstoffmangel, Ozeanversauerung) auf die Faunenentwicklung ermittelt und verstanden werden. Darüber hinaus untersuchen wir, inwieweit eine Reduktion der Schalengrößen ein erstes Anzeichen von bevorstehenden Veränderungen auf Gemeinschaftsebene darstellt, und ob großwüchsige Arten besonders von TRS betroffen waren. Schließlich untersuchen wir, ob der Verlauf der ökologischen Erholung von TRS spiegelbildlich zur ökologischen Degradierung durch TRS ablief oder davon unabhängig. Solch ein unabhängiger, hysteresis-artiger Verlauf, der in einen alternativen ökologischen Zustand mündet, ist von einigen heutigen aquatischen Ökosystemen bekannt.

Untersuchungen zur Bedeutung von Filterorganismen in limnischen Oekosystemen

Filterorganismen wie Suesswasserschwaemme, Bryozoen und Muscheln nehmen mit dem Wasserstrom Partikel entsprechend der Groesse ihres 'Filterporenapparates' auf. Die Belastbarkeit des jeweiligen Filtersystems soll quantitativ erfasst werden, dabei ist die gesamte Population zu kartieren und das Auswahl- und Anreicherungsvermoegen der einzelnen Arten zu analysieren. Angestrebt wird eine Bestimmung des Teils an der biologischen Selbstreinigung des untersuchten Gewaessers.

Verhalten von Herbiziden in Gewaessern

Durch die Anwendung von Herbiziden in Gewaessern ist eine Beeintraechtigung des Wassers selbst sowie der Wasseroekologie moeglich. Mit Hilfe von Biotesten sollen derartige Veraenderungen nachgewiesen werden. Hierfuer sind geeignete Testorganismen erforderlich, die sowohl Aufschluss darueber geben, um welche Wirkstoffe es sich handelt, als auch eine ausreichende Empfindlichkeit erkennen lassen, damit selbst Spuren von Aktivsubstanzen angezeigt werden. Neben dem Nachweis von Wirkstoffen interessierte bei diesem Forschungsvorhaben vor allem die Beeinflussung der Wasserqualitaet. Hier ist es insbesondere die Sauerstoffkonzenerqualitaet. Hier ist es insbesondere die Sauerstoffkonzentration, deren Veraenderung zu einer erheblichen Beeintraechtigung der Biozoenose des Wassers fuehren kann. Aus diesem Grunde wurde daher vorrangig der Einfluss von verschiedenen Wasserherbiziden auf diese Konstante untersucht.

Untersuchungen zur Rolle verschiedener Eisenquellen für die biologische Produktivität im Ozean mittels eines globalen Modells der Eisenisotopie

Eisen ist ein essenzieller Mikronährstoff für marine Organismen. Die Eisenverteilung im Ozean beeinflusst die Primärproduktion von Phytoplankton und dadurch die Aufnahme von Kohlendioxid im Ozean stark. Während wir langsam ein genaueres Bild der gegenwärtigen globalen Verteilung von gelöstem Eisen im Ozean bekommen, besteht noch kein Konsens in den Mechanismen, die diese Verteilung steuern, und vor allem in der Rolle der verschiedenen externen Eisenquellen für den Ozean (z.B. Eintrag durch Staub, aus Meeressedimenten, hydrothermalen Quellen und Flüssen). Einige dieser Quellen (z.B. Staubdeposition) werden sich stark mit dem laufenden Klimawandel ändern, andere, etwa der Eintrag aus Hydrothermalquellen, nicht. Wegen der Unsicherheit darüber, wie relevant die spezifischen Quellen sind, sind daher Vorhersagen zum zukünftigen Eisenkreislauf und damit zur Veränderung der Primärproduktion als Folge des Klimawandels stark erschwert.Eine neue Methode, die Rolle der verschiedenen Eisenquellen zu untersuchen, ist die Analyse der stabilen Isotopenzusammensetzung von gelöstem Eisen im Ozean. Da die verschiedenen externen Quellen von Eisen je unterschiedliche Isotopenverhältnisse haben, kann die Isotopenzusammensetzung von Eisen im Ozean im Prinzip verwendet werden, um die relativen Beiträge der verschiedenen Quellen zu erschließen. Allerdings wirken sich auch Prozesse im Inneren des Ozeans, die Eisen zwischen seinen verschiedenen Formen (gelöstes Eisen, abiotische und biologische Partikel, Redoxzustände) umwandeln, auf die Isotopenzusammensetzung aus, d.h. sie fraktionieren. Dazu kommt die Vermischung der Isotopenzusammensetzung durch physikalische Prozesse (Transport mit der Strömung und Diffusion). Die Interpretation von Eisenisotopendaten im Ozean erfordert daher die Kombination von Beobachtungen mit einem Modell des Eisenkreislaufs im Ozean. In dem beantragten Projekt wird ein globales biogeochemisches Modell von Eisen um eine explizite Darstellung von Isotopeneffekten erweitert, mit dem Ziel, die Rolle der verschiedenen Prozesse zu entschlüsseln, die die Isotopenzusammensetzung von gelöstem Eisen im Ozean beeinflussen. Das globale biogeochemische Modell basiert auf meinen früheren Arbeiten. In Kombination mit der weiter stattfindenden Zunahme von Eisenisotopenmessungen im Rahmen des internationalen GEOTRACES Programmes ermöglicht das Modell eine bessere Quantifizierung der Größe und der relativen Rolle der externen Eisenquellen für die Gegenwart und somit auch robustere Prognosen der zukünftigen marinen Primärproduktion.

Fischereiliche Kartierung der bayerischen Gewaesser

Erhebung der Gewaesser mit Daten ueber Gewaesserart und Form, aeussere Einfluesse, Lebensbedingungen fuer Fische, Fischarten, Fischbestaende und fischereiliche Ertraege, Kartierung und EDV.

Zur Biologie und Oekologie von Salzpflanzen in Brack-, Suess- und Zivilisationsgewaessern

Salzpflanzen koennen auch in Industriewaessern wachsen; koennen sie auch eliminieren? Gezeiten sind ganz wesentlich; Verfahren in hochbelasteten Binnengewaessern angewendet.

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