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Ecosystem Engineering: Sediment entrainment and flocculation mediated by microbial produced extracellular polymeric substances (EPS)

Sediment erosion and transport is critical to the ecological and commercial health of aquatic habitats from watershed to sea. There is now a consensus that microorganisms inhabiting the system mediate the erosive response of natural sediments ('ecosystem engineers') along with physicochemical properties. The biological mechanism is through secretion of a microbial organic glue (EPS: extracellular polymeric substances) that enhances binding forces between sediment grains to impact sediment stability and post-entrainment flocculation. The proposed work will elucidate the functional capability of heterotrophic bacteria, cyanobacteria and eukaryotic microalgae for mediating freshwater sediments to influence sediment erosion and transport. The potential and relevance of natural biofilms to provide this important 'ecosystem service' will be investigated for different niches in a freshwater habitat. Thereby, variations of the EPS 'quality' and 'quantity' to influence cohesion within sediments and flocs will be related to shifts in biofilm composition, sediment characteristics (e.g. organic background) and varying abiotic conditions (e.g. light, hydrodynamic regime) in the water body. Thus, the proposed interdisciplinary work will contribute to a conceptual understanding of microbial sediment engineering that represents an important ecosystem function in freshwater habitats. The research has wide implications for the water framework directive and sediment management strategies.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Algivore Cercozoa prägen die Zusammensetzung der Gemeinschaft von Bodenkrusten, der dominanten Vegetation in Polarregionen

Räuber-Beute-Beziehungen zwischen Bakterien und ihren eukaryotischen Räubern werden seit langem in der terrestrischen Ökologie untersucht, jedoch werden die Interkationen zwischen Mikroeukaryoten oft vernachlässigt. Mikroalgen nehmen eine Schlüsselposition als phototrophe Organismen in den marinen und Süßwasserökosystemen der Antarktis und Arktis ein; die meiste Energie und die meisten Nährstoffe werden durch diese zu höheren trophischen Ebenen kanalisiert. In diesem Kontext fehlen Studien in den terrestrischen Ökosystemen der Antarktis. Die terrestrische Vegetation der Antarktis wird dominiert durch kryptogamen Bewuchs mit einer Vielzahl und hoher Abundanz von Mikroalgen. Bis zu 55% des eisfreien Bodens der antarktischen Halbinsel und bis zu 70% im arktischen Spitzbergen werden von biologischen Bodenkrusten (Biokrusten) bedeckt. Diese Zahlen werden zukünftig auf Grund des Klimawandels und der daraus folgenden Erwärmung der Polarregionen steigen (“Arctic Greening”). Man kann daher annehmen, dass ein großer Anteil der Primärproduktion in den Polarregionen durch Mikroalgen in Biokrusten realisiert wird. Dennoch fehlt die Verbindung zu höheren trophischen Ebenen; insbesondere, wenn man bedenkt, dass in der Antarktis algenfressende Metazoen selten und artenarm sind. Cercozoa sind eine der häufigsten algenkonsumierenden einzelligen Eukaryoten (Protisten) in terrestrischen Systemen; vorläufige Ergebnisse zeigen: algenkonsumierende Cercozoa dominieren die mikrobielle Gemeinschaft in den Biokrusten der Polarregionen. Wir werden zum ersten Mal die Räuber-Beute-Beziehung in Biokrusten zwischen den Algen als Primärproduzenten und den wichtigsten Algenkonsumenten erforschen, um so ein vollständigeres Bild des terrestrischen Nahrungsnetzes in den beiden Polarregionen zu erhalten. Um das zu erreichen, kombinieren wir einen Barcode-basierten Hochdurchsatz-Illumina Ansatz mit klassischen Kulturexperimenten, welche Aufschluss über ökologische Funktionen der einzelnen Organismen liefern. Damit erhalten wir erstmalig ein umfassendes Bild der Räuber-Beute-Beziehung zwischen Mikroalgen und ihren Räubern, den Cercozoa, für das terrestrische Ökosystem in Arktis und Antarktis. Diese Daten werden zur Beantwortung der folgenden Fragen beitragen: Wie wichtig ist das terrestrische Nahrungsnetz in den Polarregionen? Und hat die Klimaerwärmung das Potential diese Interaktionen zu verändern?

(WFS) - Makrophyten-Monitoring - Vorkommen von Seegras und Grünalgen im Schleswig-Holsteinisches Wattenmeer ab 1994 (LKN.SH - NPV)

Dieser Downloaddienst stellt für das gesamte Makrophyten-Monitoring die ungefilterten Daten aller Erfassungsflüge ab 1994 bereit (UIG). Es handelt sich um Flugzeugkartierungen von Seegraswiesen und Grünalgen im Rahmen des trilateralen Monitoring-Programmes (TMAP). Der Bedeckungsgrad wird in 2 Dichteklassen der geschlossenen Bestände angegeben. Die Identifizierung der Flächen vom Sportflugzeug aus ist erst ab ca. 20% Deckung möglich. Die Daten wurden auf Basis einzelner Shapes in einer Datenbank zusammengeführt. Aus den Jahren 1989 und 1990 liegen ähnliche, aber in der Klassifikation abweichende, Kartierungen im Rahmen der Ökosystemforschung Schleswig-Holsteinsches Wattenmeer vor. Dieser Dienst beinhaltet folgende Layer: Seegras: ZOS_ALL_FLIHTS_ab1994 und Grünalgen: GRALG_ALL_FLIGHTS_ab1994. Aus diesen gesamten Daten ab 1994 wurde zusätzlich ein weiterer Dienst im Rahmen des Projektes MDI-DE (Marine Daten-Infrastruktur Deutschland) abgeleitet, der Seegras und Grünalgen als Eutrophierungsparameter, relevant für den MSRL Deskriptor 5, betrachtet. In dem genannten Eutrophierungs-Dienst wird nur ein Flug pro Jahres ausgegeben, nämlich der, bei dem der Bedeckungsgrad am höchsten war: vgl. WMS MSRL: D5-Eutrophierung (sh-lkn). Prüfung: Lageprüfung | Prüfungsbeschreibung: Lagevergleich mit anderen kartographischen Daten z. B. Seekarten des BSH | Dateninhalt (Bild): Lageprüfung

Solebasierte Kultivierungssysteme für binnenländische Makro- und Mikroalgen, Teilprojekt C

Um eine binnenländische Produktion von marinen Algen nachhaltig und industriell nutzbar zu gestalten, muss vor allem das meist kostenintensive Problem des Kultivierungsmediums gelöst werden. Unser innovativer Ansatz verwendet natürlich vorkommende Tiefensolen für die Algenkultivierung, die u.a. in Bad Saarow bereits gewonnen und aufbereitet werden. Im Projekt SolKubiM sollen Algenkultivierungssysteme in den Solekreislauf einer Therme integriert werden, um so möglichst energiesparend und nachhaltig (z.B. durch Nutzung von Abwärme und Absole) die Sole für eine hochwertige Biomasse-Produktion (hier forciert: Kosmetiksektor) erschlossen werden. Die direkte Kopplung eines Kultivierungssystems für Makroalgen mit einer Therme stellt ein neuartiges Konzept dar, welches eine Mehrfachnutzung der wertvollen Sole erlaubt und das Potential hat, den ländlichen Standort mit einem neuen Konzept und neuen Arbeitsplätzen zu stärken. Basierend auf den Vorarbeiten der vergangenen Jahre durch das food4future-Projekt (www.food4future.de) konnte Bad Saarow als idealer Standort für ein Pilotprojekt der Thermen-gekoppelten Algenproduktion identifiziert werden. Durch gezielte Vernetzung verschiedener Akteure der landbasierten Algenkultivierung (Makroalgen - Viva Maris GmbH und Mikroalgen- IGV GmbH) und dem IGZ als auch der Universität Bayreuth soll nun zielführend das Potential dieses neuartigen Kultivierungsansatzes erforscht werden. Das Gesamtziel des Projektes ist der Aufbau einer innovativen, Sole betriebenen Aquakulturanlage, zur landbasierten Produktion hochwertiger Algenbiomasse (SolKubiM-Anlage) und somit die Erschließung neuer Nutzungsfelder (z.B. Kosmetik) für den Standort Bad Saarow. Zudem soll durch eine begleitende Zusammenarbeit mit dem food4future Konsortiums unter Nutzung verschiedener medialer Formate (z.B. Vorträge, Seminar, Berichte, social media Plattformen) der Aufbau einer überregionaler Informationsplattform zur Algenkultivierung und verwandter Thematiken stattfinden.

Solebasierte Kultivierungssysteme für binnenländische Makro- und Mikroalgen, Teilprojekt B

Um eine binnenländische Produktion von marinen Algen nachhaltig und industriell nutzbar zu gestalten, muss vor allem das meist kostenintensive Problem des Kultivierungsmediums gelöst werden. Unser innovativer Ansatz verwendet natürlich vorkommende Tiefensolen für die Algenkultivierung, die u.a. in Bad Saarow bereits gewonnen und aufbereitet werden. Im Projekt SolKubiM sollen Algenkultivierungssysteme in den Solekreislauf einer Therme integriert werden, um so möglichst energiesparend und nachhaltig (z.B. durch Nutzung von Abwärme und Absole) die Sole für eine hochwertige Biomasse-Produktion (hier forciert: Kosmetiksektor) erschlossen werden. Die direkte Kopplung eines Kultivierungssystems für Makroalgen mit einer Therme stellt ein neuartiges Konzept dar, welches eine Mehrfachnutzung der wertvollen Sole erlaubt und das Potential hat, den ländlichen Standort mit einem neuen Konzept und neuen Arbeitsplätzen zu stärken. Basierend auf den Vorarbeiten der vergangenen Jahre durch das food4future-Projekt (www.food4future.de) konnte Bad Saarow als idealer Standort für ein Pilotprojekt der Thermen-gekoppelten Algenproduktion identifiziert werden. Durch gezielte Vernetzung verschiedener Akteure der landbasierten Algenkultivierung (Makroalgen - Viva Maris GmbH und Mikroalgen- IGV GmBh) und dem IGZ als auch der Universität Bayreuth soll nun zielführend das Potential dieses neuartigen Kultivierungsansatzes erforscht werden. Das Gesamtziel des Projektes ist der Aufbau einer innovativen, Sole betriebenen Aquakulturanlage, zur landbasierten Produktion hochwertiger Algenbiomasse (SolKuBiM-Anlage) und somit die Erschließung neuer Nutzungsfelder (z.B. Kosmetik) für den Standort Bad Saarow. Zudem soll durch eine begleitende Zusammenarbeit mit dem food4future Konsortiums unter Nutzung verschiedener medialer Formate (z.B. Vorträge, Seminar, Berichte, social media Plattformen) der Aufbau einer überregionaler Informationsplattform zur Algenkultivierung und verwandter Thematiken stattfinden.

Solebasierte Kultivierungssysteme für binnenländische Makro- und Mikroalgen, Teilprojekt D

Um eine binnenländische Produktion von marinen Algen nachhaltig und industriell nutzbar zu gestalten, muss vor allem das meist kostenintensive Problem des Kultivierungsmediums gelöst werden. Unser innovativer Ansatz verwendet natürlich vorkommende Tiefensolen für die Algenkultivierung, die u.a. in Bad Saarow bereits gewonnen und aufbereitet werden. Im Projekt SolKubiM sollen Algenkultivierungssysteme in den Solekreislauf einer Therme integriert werden, um so möglichst energiesparend und nachhaltig (z.B. durch Nutzung von Abwärme und Absole) die Sole für eine hochwertige Biomasse-Produktion (hier forciert: Kosmetiksektor) erschlossen werden. Die direkte Kopplung eines Kultivierungssystems für Makroalgen mit einer Therme stellt ein neuartiges Konzept dar, welches eine Mehrfachnutzung der wertvollen Sole erlaubt und das Potential hat, den ländlichen Standort mit einem neuen Konzept und neuen Arbeitsplätzen zu stärken. Basierend auf den Vorarbeiten der vergangenen Jahre durch das food4future-Projekt (www.food4future.de) konnte Bad Saarow als idealer Standort für ein Pilotprojekt der Thermen-gekoppelten Algenproduktion identifiziert werden. Durch gezielte Vernetzung verschiedener Akteure der landbasierten Algenkultivierung (Makroalgen - Viva Maris GmbH und Mikroalgen- IGV GmBh) und dem IGZ als auch der Universität Bayreuth soll nun zielführend das Potential dieses neuartigen Kultivierungsansatzes erforscht werden. Das Gesamtziel des Projektes ist der Aufbau einer innovativen, Sole betriebenen Aquakulturanlage, zur landbasierten Produktion hochwertiger Algenbiomasse (SolKuBiM-Anlage) und somit die Erschließung neuer Nutzungsfelder (z.B. Kosmetik) für den Standort Bad Saarow. Zudem soll durch eine begleitende Zusammenarbeit mit dem food4future Konsortiums unter Nutzung verschiedener medialer Formate (z.B. Vorträge, Seminar, Berichte, social media Plattformen) der Aufbau einer überregionaler Informationsplattform zur Algenkultivierung und verwandter Thematiken stattfinden.

Solebasierte Kultivierungssysteme für binnenländische Makro- und Mikroalgen, Teilprojekt E

Um eine binnenländische Produktion von marinen Algen nachhaltig und industriell nutzbar zu gestalten, muss vor allem das meist kostenintensive Problem des Kultivierungsmediums gelöst werden. Unser innovativer Ansatz verwendet natürlich vorkommende Tiefensolen für die Algenkultivierung, die u.a. in Bad Saarow bereits gewonnen und aufbereitet werden. Im Projekt SolKubiM sollen Algenkultivierungssysteme in den Solekreislauf einer Therme integriert werden, um so möglichst energiesparend und nachhaltig (z.B. durch Nutzung von Abwärme und Absole) die Sole für eine hochwertige Biomasse-Produktion (hier forciert: Kosmetiksektor) erschlossen werden. Die direkte Kopplung eines Kultivierungssystems für Makroalgen mit einer Therme stellt ein neuartiges Konzept dar, welches eine Mehrfachnutzung der wertvollen Sole erlaubt und das Potential hat, den ländlichen Standort mit einem neuen Konzept und neuen Arbeitsplätzen zu stärken. Basierend auf den Vorarbeiten der vergangenen Jahre durch das food4future-Projekt (www.food4future.de) konnte Bad Saarow als idealer Standort für ein Pilotprojekt der Thermen-gekoppelten Algenproduktion identifiziert werden. Durch gezielte Vernetzung verschiedener Akteure der landbasierten Algenkultivierung (Makroalgen - Viva Maris GmbH und Mikroalgen- IGV GmBh) und dem IGZ als auch der Universität Bayreuth soll nun zielführend das Potential dieses neuartigen Kultivierungsansatzes erforscht werden. Das Gesamtziel des Projektes ist der Aufbau einer innovativen, Sole betriebenen Aquakulturanlage, zur landbasierten Produktion hochwertiger Algenbiomasse (SolKuBiM-Anlage) und somit die Erschließung neuer Nutzungsfelder (z.B. Kosmetik) für den Standort Bad Saarow. Zudem soll durch eine begleitende Zusammenarbeit mit dem food4future Konsortiums unter Nutzung verschiedener medialer Formate (z.B. Vorträge, Seminar, Berichte, social media Plattformen) der Aufbau einer überregionaler Informationsplattform zur Algenkultivierung und verwandter Thematiken stattfinden.

Optimierung des Mikroalgen basierten Prozesses zur Reinigung von Papierfabriksabwasser mit gleichzeitiger Produktion von Algenölen für Biokunststoffe und Biobrennstoffe - OMiPaP

Co-Kultivierungssysteme und Veredelungsverfahren für grüne Makroalgen zur Produktion nachhaltiger Biomaterialien, Teilvorhaben 1: Algenkultivierung

Integrative Maßnahmen zur Wiederherstellung intakter Riffsysteme der Europäischen Auster mit Europäischem Hummer, Nagelrochen und Makroalgen, Integrative Maßnahmen zur Wiederherstellung intakter Riffsysteme der Europäischen Auster mit Europäischem Hummer, Nagelrochen und Makroalgen (ReOyster)

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