Mit dem Projekt wird das Ziel verfolgt, ein wirtschaftlich einsetzbares Verfahren zur Schwermetallentfernung auf der Grundlage von Algenbiomasse zu entwickeln. Die Grundlage für die Antragstellung bilden die Ergebnisse, die zur Abtrennung von Schwermetallen aus der wässrigen Phase im Sonderforschungsbereich 193 der Deutschen Forschungsgemeinschaft 'Biologische Behandlung industrieller und gewerblicher Abwässer' an der Technischen Universität Berlin in der 3. und 4. Förderphase von 1997 bis 2001 unter Verwendung von Mikroalgenbiomasse erreicht wurden. Mit dem Forschungsvorhaben soll versucht werden, dem Problem der Bereitstellung preiswerter Biomasse näher zu kommen. Hierzu können marine Makroalgen, die aus dem Meer gewonnen werden oder die bereits zur Wertstoffgewinnung verwendet werden, dienen. Bisher sind in den Teilprojekten F2 und F3 des Sonderforschungsbereichs 193 der Deutschen Forschungsgemeinschaft 30 verschiedene Mikroalgen aus unterschiedlichen Bezugsquellen eingesetzt worden. Der gegenwärtige Stand der Untersuchungen im Hinblick auf Aufnahmekapazität und -geschwindigkeit der Schadstoffe lässt Rückschlüsse auf eine erfolgversprechende technische Anwendungsmöglichkeit zu. Voraussetzung dafür ist die Lösung des Problems des durch die Kultivierungsbedingungen für die Mikroalgen noch zu hohen Preises für die Biomasse. Zeigen Makroalgen im Vergleich zu den Mikroalgen ähnliche positive Eigenschaften im Hinblick auf die Aufnahmefähigkeit (Kapazität, Selektivität) für Schwermetallionen, so könnten Immobilisate auf der Basis von Makroalgenbiomasse eine Alternative darstellen. Neben den bereits im Sonderforschungsbereich 193 eingesetzten Metallen Blei, Nickel, Cadmium, Zink und Kupfer ist die Ausdehnung der Untersuchungen auf weitere Metalle geplant, die als Kontaminationen in der Abwasseraufbereitung unterschiedlicher Herkunftsquellen eine wichtige Rolle spielen. Vorgesehen ist eine Erweiterung auf die Metalle Chrom (Cr+3) und Arsen (As). Der Schwerpunkt der Untersuchungen sollte auf industriell nutzbaren preiswerten Makroalgen liegen, die in großer Menge als Biomassenquelle vorhanden sind und leicht beschafft werden können.
Ziel des Vorhabens ist es, Erkenntnisse über die molekularen Grundlagen der Isoprenoid-Biosynthese in marinen Makroalgen zu erlangen. Dabei soll die Wehrchemie der invasiven Grünalge Caulerpa taxifolia als Modellsystem vertiefend untersucht werden. Die chemische Verteidigung der Alge basiert nahezu exklusiv auf einem einzelnen dominanten Sesquiterpen, dem Caulerpenin. Der Gesamtkomplex von den frühen Stufen der CaulerpeninBiosynthese über beteiligte Intermediate bis hin zur durch Fraß oder mechanische Beschädigung hervorgerufenen Aktivierung des Caulerpeninabbaus soll durch chemisch-analytische und proteinbiochemische Methoden untersucht werden. Um ein Bild über die beeindruckend effiziente Wehrchemie des Caulerpenins und seiner Folgeprodukte zu erhalten, sollen in Freilandversuchen die im Labor erhaltenen Erkenntnisse an mechanisch und durch Fraß geschädigten Algen und deren Fraßfeinden überprüft werden. Ergebnisse aus dem Forschungsvorhaben sollen die bisherige Wissenslücke über die Isoprenoidbiosynthese in marinen Makroalgen füllen und die Voraussetzung zur vertiefenden mechanistischen Betrachtung der sehr weit verbreiteten auf Isoprenoiden basierenden Wehrchemie anderer mariner Algen schaffen.
Dieser Datenbestand stellt für Grünalgen 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. Aus den 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 und dabei nur einen Flug pro Jahres ausgibt, 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
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
Groß- oder Makroalgen haben besonders in küstennahen marinen Ökosystemen eine außerordentlich wichtige Bedeutung: Sie dienen als Nahrung, Schutz- und Lebensraum für eine Vielzahl von Fischen und wirbellosen Tieren im Meer. Die Insel Helgoland ist Deutschlands Zentrum der Großalgenvielfalt. Insgesamt leben im deutschen Nord- und Ostseeraum 365 etablierte Großalgen-Arten, -Unterarten und -Varietäten aus den Gruppen der Grünalgen (Chlorophyta), Rotalgen (Rhodophyta) und Braunalgen (Phaeophyceae). Vor allem die großwüchsigen marinen Braunalgen werden auch als Tange oder Seetange bezeichnet. Einige von ihnen (meist Algen der Gattung Laminaria ) können Längen bis zu 45 Metern erreichen und die als „kelp forests“ bekannten Tangwälder bilden, z.B. vor den Felsküsten Kanadas, Argentiniens, Südafrikas und Australiens. Entlang der europäischen Atlantikküste bleiben die Seetangwälder meist niedriger, aber es gibt auch hier viele Algenarten, die großflächige, submarine „Buschlandschaften“ bilden können. Einige zu den Großalgen gerechnete Arten sind weniger groß und spektakulär; manche Rot- und Grünalgen bilden z.B. nur rasige Überzüge auf Steinen oder am Meeresboden, wie etwa die „Meersalate“ der Gattung Ulva . Manchmal werden Seegräser mit den Makroalgen verwechselt. Seegräser – auch die vollständig untergetaucht lebenden Arten – gehören aber zu den Blütenpflanzen. Algen brauchen Licht. Daher ist ihr Lebensraum auf Wassertiefen in der Gezeitenzone und im oberen Sublitoral beschränkt. Bis in welche Tiefe Algen vorkommen, hängt auch davon ab, wie trüb das Wasser ist. Meist wachsen sie bis ca. 20 Meter unter dem Meeresspiegel, können aber je nach Region auch noch in mehr als 100 Metern Tiefe vorkommen. Viele Arten brauchen Hartsubstrate als Wuchsflächen. Im deutschen Meeresraum liegt der Verbreitungsschwerpunkt deshalb rund um die Insel Helgoland (Nordsee) und an einigen Stellen der Ostsee. Im deutschen Wattenmeer finden sich nur relativ wenige Arten, vor allem Grünlagen. Außer an natürlichen Felsen findet man Makroalgen auch an Hafenbefestigungen oder Molen. Einen großen Einfluss auf die Entwicklung der Algenpopulationen hat der Mensch: Zunehmende Nährstoffeinträge durch Landwirtschaft und Industrie haben das Artenspektrum in den Algenwuchsgebieten der Küstenzonen in den letzten Jahrzehnten deutlich verändert. Bei Grünalgen ist es relativ einfach: Sie haben den grünen Farbstoff Chlorophyll in ihren Zellen, der den Algen Photosynthese ermöglicht und sie grün färbt. Bei Rotalgen ist es schon ein wenig komplizierter: Sie haben in der Regel rot färbende Phycoerythrine in ihren Zellen, die als Pigmente ebenso der Photosynthese dienen – aber nicht alle Rotalgen erscheinen deshalb auch rot. Manche wirken eher braun, schwarz oder sogar bläulich oder grünlich. Die meisten der einheimischen Rotalgen sind eher kleinwüchsig und bilden zarte „Bäumchen“ von wenigen Zentimetern Höhe. Auch bei den Braunlagen ist ein Farbstoff für die zumeist bräunliche, gelbliche oder beige Färbung verantwortlich: Fucoxanthin. Manche Braunalgen erscheinen aber auch olivgrün. Zu den Braunalgen gehört die in Deutschland bekannteste Großalgen-Gattung Fucus , zu der auch der Blasentang ( Fucus vesiculosus ) gehört, der oft an Hafenmauern oder Küstenschutzeinrichtungen zu finden ist und dunkel olivgrün gefärbt ist. In der aktuell gültigen Roten Liste der marinen Makroalgen Deutschlands sind von den 357 einheimischen Algentaxa (Arten, Unterarten, Varietäten) nur 121, also 34 %, der Algenflora ungefährdet. Bei 153 Taxa (43 %) ist die Datenlage nicht ausreichend, um die Gefährdung angemessen einschätzen zu können. Von den verbleibenden 23 % sind 7 % als bestandsgefährdet eingestuft und 8,5% als ausgestorben oder verschollen, 1 % stehen auf der Vorwarnliste und 6,5 % gelten als extrem selten. Gegenüber der vorhergehenden Roten Liste ergaben sich keine wesentlichen Veränderungen. Für die nächste Überarbeitung der Roten Liste der marinen Makroalgen wird angestrebt, den Kenntnisstand zu verbessern, um die Zahl der Arten, deren Bestandsentwicklung eingeschätzt werden kann, zu erhöhen. Dazu finden bereits umfangreiche Recherchen und Vorarbeiten statt. (Stand Juni 2010) Schories, D.; Kuhlenkamp, R.; Schubert, H. & Selig, U. (2013): Rote Liste und Gesamtartenliste der marinen Makroalgen (Chlorophyta, Phaeophyceae et Rhodophyta) Deutschlands. – In: Becker, N.; Haupt, H.; Hofbauer, N.; Ludwig, G. & Nehring, S. (Red.): Rote Liste gefährdeter Tiere, Pflanzen und Pilze Deutschlands, Band 2: Meeresorganismen. – Münster (Landwirtschaftsverlag). – Naturschutz und Biologische Vielfalt 70 (2): 179–229. Die aktuellen Rote-Liste-Daten sowie die elektronische Publikation sind auch als Download verfügbar. Im Datenportal „Algen Deutschlands“ stehen darüber hinaus Beobachtungsdaten, Kartier-/Artenlisten und Verbreitungskarten zur Verfügung.
Der biologische C-Kreislauf in der Antarktis unterliegt der Kontrolle der planktischen und benthischen Primärproduzenten. Die Menge an fixiertem Kohlenstoff hängt dabei nicht nur von deren photosynthetischer Aktivität ab, sondern auch von den Verlusten durch Respiration. Daher ist das Verhältnis von Photosynthese zu Respiration (rP/R) ein wichtiger Parameter den Einfluss des Klimawandels auf den antarktischen Kohlenstoffkreislauf abschätzen zu können, da aus Laborstudien bekannt ist, dass dieser Parameter empfindlich auf Umweltfaktoren reagiert. Allerdings sind quantitative Daten kaum verfügbar und Freilanddaten fehlen ganz. Das ist hauptsächlich einer methodischen Limitierung geschuldet, da sich zwar die Photosynthese Leistung über 14C, Sauerstoff oder Fluorometrie ermittelt lässt, sich die Atmung kaum oder nur mit hohem Aufwand erfassen lässt. In diesem Vorhaben soll zunächst gezeigt werden, wie hoch die Variabilität des Verhältnisses rP/R bei antarktischen Mikroalgen unter global change Bedingungen ist (steigende Temperatur, Eisenmangel. Mit diesen Daten kann dann in Modellrechnungen gezeigt werden, wie hoch der Fehler bei Primärproduktionsmessungen sein kann, wenn die Atmung nicht adäquat berücksichtigt wird. Danach soll eine Methode zur Messung der Atmung entwickelt werden, die ohne Gaswechsel und mit hohem Durchsatz im Freiland eingesetzt werden kann, um auch im Feld richtige rP/R Werte ermitteln zu können. Auf diese Weise können alle Teilprojekte, die sich mit klimawandel-abhängigen Veränderungen der antarktischen C-Bilanz beschäftigen, mit Zusatzinformationen versorgt werden, die den Wert der Daten deutlich steigern können.
Das Phytoplankton des Südozeans wird von der Kieselalge Fragilariopsis dominiert. Sie spielt eine wichtige Rolle für dessen Primärproduktion. Marine Primärproduktion wird durch spezifische Wechselwirkungen auf engstem Raum zwischen Mikroalgen und Bakterien gesteuert und durch ihren gegenseitigen Bedarf an essentiellen Spurenelementen, Mikro- und Makro-Nährstoffen getrieben. Aktuelle Mikrobiomstudien an verschiedenen Phytoplanktonarten deuten darauf hin, dass sie einzigartige Mikrobiome beherbergen, die innerhalb der Planktonarten über lange Zeitskalen hinweg stabil sind. Doch die mechanistischen Prozesse, die gerichtete Assoziationen zwischen Mikroalgen und Bakterien verursachen, sind kaum verstanden.Die Haupthypothese dieses Antrags postuliert, dass Fragilariopsis vergleichbare Erkennungsstrategien als Reaktion auf Umweltbakterien benutzt, wie Tiere und Pflanzen, trotz der phylogenetischen Distanz zwischen Kieselalgen und höheren Eukaryoten. Diese hypothetische Analogie ermöglicht den Disziplinen-übergreifenden Transfer von sehr gut etablierter biochemischer Methodik zu Immunität und Mikrobiomen von Tieren und Pflanzen auf eine marine Mikroalge.Das Konzept aktiver Erkennung und Selektion ist im Kontext von Immunität multizellulärer Organismen, bis zu multizellulären marinen Makroalgen, gut verstanden, nicht aber für Mikroalgen. Solche Reaktionen werden durch rezeptorvermittelte Erkennung von bakteriellen Substanzen ausgelöst und durch gut untersuchte Signalkaskaden (z.B. über Stickstoffmonoxid, NO) vermittelt. Dies führt zur Regulation von quantifizierbaren Stress-Antworten, wie intrazellulären reaktiven Sauerstoffspezies oder zu einer Verschiebung des Glutathion- zu Glutathion-Disulfid-Verhältnisses. Teilweise wurden diese Reaktionen auf zellulären Stress in Mikroalgen bereits verifiziert und es gibt erste Hinweise auf NO-Signalkaskaden und NO-Synthetase Genen in Diatomeen. Dieser Antrag befasst sich daher mit relevanten Fragestellungen des DFG SPP zur Notwendigkeit eines "besseren Verständnisses polarer Prozesse und Mechanismen" und der "Reaktion [von im Südozean beheimateten Organismen] auf veränderte Umweltbedingungen". Konkret werden wir verschiedene Bakterien aus Fragilariopsis-Mikrobiomen isolieren, kultivieren und identifizieren. Parallel dazu werden verschiedene Fragilariopsis-Ökotypen axenifiziert. In Kokultur-Testsystemen werden wir bekannte und etablierte chemische und molekulare Messverfahren einsetzen, um intra- und extrazelluläre Reaktionen von Fragilariopsis auf Bakterien und molekulare bakterielle Signale, wie z.B. Lipopolysaccharide, zu charakterisieren und zu quantifizieren. Das kurzfristige Ziel ist, eine Reaktion von Fragilariopsis auf Bakterien oder bakterielle Signalmoleküle zu bestätigen. Langfristig wollen wir den Erkennungsprozess unter zukünftigen Südozean-Klimabedingungen experimentell erforschen, um die Anfälligkeit des Fragilariopsis-Holobionten unter diesen Klimaveränderungen zu verstehen.
Organismen im Plankton bilden komplexe Gemeinschaften die substanziell zur globalen Primärproduktion beitragen und die Grundlage des marinen Nahrungsnetzes bilden. Dieses Projekt adressiert die Rolle von Sekundärmetaboliten in der Organisation von komplexen Plankton Gemeinschaften. Wir untersuchen den Einfluss des Bakteriums Kordia algicida das Mikroalgen lysieren kann auf das Plankton Microbiom. Die Regulation der Interaktion und die kaskadierenden Effekte auf die Lebensgemeinschaften im Meer werden in Labor- und Felduntersuchungen adressiert.
Epoxidharze finden vielfältige Anwendung in der industriellen Fertigung, und a. als duromere Matrixharze für FVK. Bisphenol A stellt dabei die Hauptchemikalie der Epoxidharzchemie dar; sie ist allerdings noch nicht biobasiert zugänglich. Zudem wurde die Verbindung als besonders besorgniserregend mit reproduktionstoxischen und endokrin schädigenden Eigenschaften eingestuft. Ein Verbot für Herstellung, Inverkehrbringen und Verwenden ist daher langfristig sehr wahrscheinlich und damit auch die Suche nach Bisphenol A-Substituten für die Reaktivharzindustrie alternativlos. Tannine (Polyphenole) sind in vielerlei Hinsicht gute Bisphenol A-Alternativen. Sie kommen in Landpflanzen, aber auch in Makroalgen vor, deren Feedstock-Potenzial in diesem Zusammenhang allerdings bei weitem nicht ausgeschöpft ist. AlgoForm setzt sich daher die Entwicklung eines duromeren Epoxidharzes auf Basis algenbasierter Phlorotannine zum Ziel. Das Harz soll ferner zur Herstellung faserverstärkter Kunststoffe im Resin Transfer Moulding zum Einsatz kommen, das Faserhalbzeug dabei auf Flachs beruhen. Die Matrix soll durch Wahl geeigneter Härter und Katalysatoren zusätzlich chemisch so gestaltet sein, dass sie nach Aushärtung als Vitrimer vorliegt, also als Duromer, welches in der Hitze aufgrund labiler kovalenter Bindungen trotzdem umgeformt werden kann. Auf diese Weise werden 'duromere Organobleche' zugänglich, die nicht nur eine ^der Herstellung nachgelagerte Umformung in die Endkontur erlauben, sondern der Prepregverarbeitung vergleichbare Möglichkeiten der FVK-Erzeugung: Da Vitrimere mit sich selbst wieder chemische Bindungen knüpfen können, kann das Schichten und das Ausrichten der FVK-Platten bzgl. einer konkreten Lasteinleitung ohne Zeitdruck bei Raumtemperatur erfolgen; die Konsolidierung findet dann erst unter Wärme und Druck statt. Dies ermöglicht in Summe die hochflexible Produktion hochperformanter Multimaterialsysteme aus nachhaltigen Rohstoffen.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 460 |
| Europa | 1 |
| Kommune | 1 |
| Land | 55 |
| Schutzgebiete | 3 |
| Weitere | 18 |
| Wirtschaft | 1 |
| Wissenschaft | 1647 |
| Zivilgesellschaft | 10 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 47 |
| Ereignis | 3 |
| Förderprogramm | 318 |
| Repositorium | 1 |
| Taxon | 74 |
| Text | 60 |
| unbekannt | 1479 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 137 |
| Offen | 389 |
| Unbekannt | 1454 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 444 |
| Englisch | 1641 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 34 |
| Bild | 4 |
| Datei | 48 |
| Dokument | 122 |
| Keine | 262 |
| Webseite | 1552 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 305 |
| Lebewesen und Lebensräume | 1980 |
| Luft | 227 |
| Mensch und Umwelt | 1890 |
| Wasser | 369 |
| Weitere | 1865 |