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s/neobionta/Neobiota/gi

Der Zusammenhang zwischen Biodiversität und Ökosystemfunktionen in heterotrophen aquatischen Systemen unter Stress

Allochthones organisches Material, wie Falllaub, ist eine zentrale Nährstoff- und Energiequelle für aquatische Ökosysteme. Diese werden durch die Aktivität von Mikroorganismen, im Speziellen aquatische Pilze, für das aquatische Nahrungsnetz zugänglich. Die Pilze tragen zum Einen durch die Produktion von Enzymen direkt zum Falllaubabbau bei. Zum anderen erhöhen sie die Konzentration an Lipiden und Proteinen auf dem Laub und stimulieren somit den Fraß von Zerkleinerern, wodurch sie indirekt zum Laubabbau beitragen. Die Zusammensetzung der Pilzgemeinschaft wird jedoch durch Stressoren anthropogenen Ursprungs beeinflusst, wodurch auch die Fähigkeit der Gemeinschaft beeinträchtigt wird, diese beiden Funktionen wahrzunehmen. In Anlehnung an das Konzept der Verschmutzungsinduzierten Toleranz einer Gemeinschaft, werden aufgrund von Stressoren sensitive durch tolerante Spezies ersetzt, wodurch sich die Toleranz der Gemeinschaft erhöht. Diese erhöhte Toleranz kann stressor-spezifisch sein. In diesem Zusammenhang untersucht das vorliegende Projekt die Toleranz von unbeeinflussten Gemeinschaften relativ zu Gemeinschaften, welche entweder an Mischungen von organischen Mikroverunreinigungen und Nährstoffen (Abwassereinleitung) oder an Fungizide (Weinbau) angepasst sind. Die Effizienz dieser Gemeinschaften Falllaub abzubauen, wird unter zunehmenden Konzentrationen von Nährstoffen und Fungiziden in einem voll-faktoriellen laborbasiertem Testverfahren untersucht. Durch die gleichzeitige Betrachtung der Eigenschaften einzelner Pilzarten (z.B. Enzymaktivität, Amino- und Fettsäurenzusammensetzung) strebt BIO2FUN an die zugrundeliegenden Mechanismen aufzudecken. Darüber hinaus können erste Abschätzungen zu möglichen 'bottom-up' gerichteten Auswirkungen auf die nächst höhere trophische Ebene, den Zerkleinerern, abgeschätzt werden. Diese werden durch Fütterungsexperimente, welche physiologische Reaktionen der Zerkleinerer untersuchen, verifiziert. Damit kann das vorliegende Projekt als Meilenstein für der Interpretation von zukünftigen Studien betrachtet werden, die sich der Rolle aquatischer Pilze in heterotrophen Nahrungsnetzen widmen.

Images for AI-based models for the identification of European Vertigo species and of land snails from Tenerife, Canary Islands

This data set comprises images of land snails that were taken for the development of Artificial Intelligence (AI)-based models for the identification of 1) European Vertigo species, and 2) land snails from Tenerife, Canary Islands. The images were taken as part of the Training Artificial Intelligence Models for Land Snail Identification (TrAILSID) project (https://tettris.eu/2024/10/11/trailsid-training-artificial-intelligence-models-for-land-snail-identification), which is part of the initiative Transforming European Taxonomy through Training, Research and Innovations (TETTRIs) funded by the European Union. The first subproject provides 1916 images of the 17 European Vertigo species and Columella edentula, Pupilla muscorum, and Sphyradium doliolum as similar species. The genus Vertigo comprises small terrestrial gastropods, which are often difficult to identify, including species listed in the EU Habitats and Species Directive. This directive requires the surveillance of these species to determine whether a favourable conservation status has been achieved. The images of Columella edentula, Pupilla muscorum, and Sphyradium doliolum, were added to the dataset for the development of the AI model for species identification so that the AI model can recognize that a specimen does not belong to Vertigo. The second subproject provides 5592 images of 106 land snail species occurring on Tenerife, Canary Islands. Endemic terrestrial gastropods in the Canary Islands, which are part of the Mediterranean biodiversity hotspot, are often under threat due to ongoing changes in land use, urbanisation, and an increase in stochastic events such as droughts or wildfires. They are also under threat due to the introduction of foreign species with high invasive potential, which are also represented in the dataset. Images of Vertigo pygmaea, which also occurs on Tenerife, were added to the Tenerife dataset from the Vertigo dataset for the development of the AI model for species identification of species from Tenerife. Note that not all figured specimens are from Tenerife. Photographs were taken of shells housed in the collections of the Zoological Museum of the Leibniz Institute for the Analysis of Biodiversity (ZMH), the Museum of Nature and Archeology Santa Cruz de Tenerife (TFMCMT), the Natural History Museum Bern (NMBE), the Natural History Museum Gothenburg (NMG), the Natural History Museum London (NHMUK), the National Museum Wales (NMW), as well as land snails from Tenerife, Canary Islands. This data set comprises images of land snails that were taken for the development of Artificial Intelligence (AI)-based models for the identification of 1) European Vertigo species, and 2) land snails from Tenerife, Canary Islands. The images were taken as part of the Training Artificial Intelligence Models for Land Snail Identification (TrAILSID) project (https://tettris.eu/2024/10/11/trailsid-training-artificial-intelligence-models-for-land-snail-identification), which is part of the initiative Transforming European Taxonomy through Training, Research and Innovations (TETTRIs) funded by the European Union. The first subproject provides 1916 images of the 17 European Vertigo species and Columella edentula, Pupilla muscorum, and Sphyradium doliolum as similar species. The genus Vertigo comprises small terrestrial gastropods, which are often difficult to identify, including species listed in the EU Habitats and Species Directive. This directive requires the surveillance of these species to determine whether a favourable conservation status has been achieved. The images of Columella edentula, Pupilla muscorum, and Sphyradium doliolum, were added to the dataset for the development of the AI model for species identification so that the AI model can recognize that a specimen does not belong to Vertigo. The second subproject provides 5592 images of 106 land snail species occurring on Tenerife, Canary Islands. Endemic terrestrial gastropods in the Canary Islands, which are part of the Mediterranean biodiversity hotspot, are often under threat due to ongoing changes in land use, urbanisation, and an increase in stochastic events such as droughts or wildfires. They are also under threat due to the introduction of foreign species with high invasive potential, which are also represented in the dataset. Images of Vertigo pygmaea, which also occurs on Tenerife, were added to the Tenerife dataset from the Vertigo dataset for the development of the AI model for species identification of species from Tenerife. Note that not all figured specimens are from Tenerife. Photographs were taken of shells housed in the collections of the Zoological Museum of the Leibniz Institute for the Analysis of Biodiversity (ZMH), the Museum of Nature and Archeology Santa Cruz de Tenerife (TFMCMT), the Natural History Museum Bern (NMBE), the Natural History Museum Gothenburg (NMG), the Natural History Museum London (NHMUK), the National Museum Wales (NMW), as well as the private research collections of Klaus Groh (KG), Stefan Meng (SM), Marco T. Neiber (MTN), and Frank Walther (FW). The photographs were taken by staff from the Malacology Section of the Zoological Museum at the Leibniz Institute for the Analysis of Biodiversity (LIB): Till Cunow, Bernhard Hausdorf, Marco T. Neiber, Elicio Tapia, and Mareike Ulrich. The AI-based models for the identification of 1) European Vertigo species, and 2) land snails from Tenerife, Canary Islands are developed by Rita Pucci and Vincent Kalkman at Naturalis, Leiden, and will be made accessible by them. The image recognition models for the European species of the genus Vertigo and the terrestrial mollusc of Tenerife were created by Rita Pucci (Naturalis Biodiversity Center/LIACS) and can be downloaded for deployment from Gitlab. The models are also deployed on ARISE: Classification model for the genus Vertigo: https://gitlab.com/arise-biodiversity/DSI/algorithms/tettris-classification-vertigo Classification model for the terrestrial mollusc of Tenerife https://gitlab.com/arise-biodiversity/DSI/algorithms/tettris-classification-tenerife Contacts Marco T. Neiber Originator Leibniz Institute for the Analysis of Biodiversity Change Martin-Luther-King-Platz 3 20146 Hamburg Germany mneiber@hotmail.de https://orcid.org/0000-0001-5974-5013 Bernhard Hausdorf Originator · Administrative point of contact Leibniz Institute for the Analysis of Biodiversity Change Martin-Luther-King-Platz 3 20146 Hamburg Germany b.hausdorf@leibniz-lib.de https://orcid.org/0000-0002-1604-1689

SeeWandel Klima: Modellierung der Folgen von Klimawandel und Neobiota für den Bodensee, Teilprojekt 1: Vergangene Klimaänderungen im Bodensee - Lehren für die Zukunft

SeeWandel-Klima: Modellierung der Folgen von Klimawandel und Neobiota für den Bodensee SeeWandel-Klima hat zum Ziel, aktualisierte Vorhersagen der Folgen des Klimawandels - unter Einbezug der Auswirkungen von invasiven Arten - auf das Ökosystem Bodensee und dessen nachhaltige Nutzung zu liefern. Die Projektarbeiten in SeeWandel-Klima sind in 9 Teilprojekten organisiert. Zentral sind Modellierungsarbeiten, mit dem Ziel komplexe Folgen von Faktoren wie Klimaänderungen und invasiven Arten sowie deren Zusammenspiel für das Ökosystem Bodensee und dessen Nutzung vorhersagen zu können. Die dafür notwendige Bereitstellung robuster Parameter und Erkenntnisse zur Entwicklung solch prognosefähiger Modellsysteme erfolgt seitens verschiedener Teams von Forschenden. Teilprojekt 1: Vergangene Klimaänderungen im Bodensee – Lehren für die Zukunft Seesedimente sind ein hochauflösendes Archiv für Umweltänderungen, die nicht mit historischen Quellen und mit Messdaten belegt sind. Sie können darum helfen, das Ausmaß heute beobachteter Veränderungen besser zu verstehen, um sich auf zukünftige Veränderungen sinnvoll vorzubereiten. Das Teilprojekt wird erstmalig eine detaillierte Hochwasserchronologie des Bodensees und damit der Niederschlagshistorie seines alpinen Einzugsgebietes erarbeiten. Heute verwendbare neue Untersuchungsmethoden sollen gezielt genutzt werden, um die Hochwassergeschichte des Bodensees und Alpenrheins mit hohem Detaillierungsgrad in prähistorische Zeiträume zu verlängern. Damit lassen sich extreme Hochwasserereignisse und Jahre mit sehr geringen Zuflüssen durch den Alpenrhein identifizieren. Untersuchungen von Sedimentkernen sind zudem der einzig mögliche Ansatz, um Informationen zum Ökosystem Bodensee aus messtechnisch nicht erfassten Zeiträumen zu gewinnen, und von historischen menschlichen Aktivitäten (Landnutzung, Wasserkraft, Wasserbau, Eutrophierung) unbeeinflusste Zeiträume zu analysieren. So lässt sich aus der Vergangenheit für die zukünftige Entwicklung lernen, um eine nachhaltige Entwicklung zu ermöglichen. Die Brücke in die Ökosysteme der Vergangenheit bilden Schalen von Kieselalgen, Muschelkrebsen und Reste von Cladoceren, die über tausende Jahre im Sediment erhalten sein können und seit etwa 50 Jahren regelmäßig im Wasser untersucht werden. Diese Organismenreste werden in einzelnen Zeitabschnitten im Sediment bestimmt und nach Möglichkeit mit eDNA-Untersuchungen ergänzt. Ziel 1: Eine aus Sedimenten abgeleitete Hochwasserchronologie für die letzten 5000 Jahren soll als Grundlage für Hochwasserstatistiken und -gefährdungen am Bodensee etabliert werden. Ziel 2: Die Reaktion der aquatischen Lebensgemeinschaften auf von menschlichen Aktivitäten unbeeinflusste Klimaveränderungen der Vergangenheit soll für die Bewertung der heute beobachteten Veränderungen erfasst werden.

Statt Landschaft Stadtlandschaft: Kölns Tierleben

In Köln wird seit 1989 ein breites Spektrum von zur Zeit 49 Wirbellosengruppen (Insekten, Spinnen und Mollusken) sowie der gebietsfremden, eingeschleppten Tierarten oder Neozoen unter Beteiligung von 51 Wissenschaftlern untersucht. Betrachtet man Biodiversitätin seiner einfachsten Form, dem Artenreichtum, dann ist Köln mit mehr als 5500 registrierten Tierarten die zur Zeit bestuntersuchte und artenreichste Großstadt. Die Bewertung der untersuchten Stadtbiotope stützt sich dabei nicht allein auf die zahlreich nachgewiesenen 'Rote-Liste'-Arten, die für die Wissenschaft neu entdeckten Tierarten oder den Umfang des Artenspektrums. In aktuellen Untersuchungen (Huckenbeck und Wipking) erweisen sich Laufkäfer (Carabidae) als geeignete Instrumente, wenn wichtige Lebenszyklus-Komponenten bei innerstädtischen Populationen mit solchen aus naturnahen Habitaten am Stadtrand verglichen werden sollen, um Biotopinseln in der Innenstadt als 'Quellstrukturen' für die Überlebensfähigkeit von Tierarten zu beurteilen und zum Ziel von (Natur-)Schutzbem ühungen in den flächenhaft immer stärker expandierenden Stadtlandschaften zu machen.

Erweiterung des Rapsgenpools durch Integration einer wirksamen Schädlingsresistenz aus verwandten Arten für eine effektive zukünftige Rapszüchtung

Das Ziel dieses Projektvorschlags ist es, die Barrieren der Kreuzbarkeit mit verwandten Arten und der Erzeugung rekombinanter Chromosomen signifikant zu reduzieren, um wilde, verwandte aber grundsätzlich kreuzbare Arten effektiver nutzen zu können, z.B. zur Verbesserung der Insektenresistenz im Rapsgenpool. Die wissenschaftlichen und technischen Arbeitsziele unseres Projektes lassen sich in die folgenden drei Teile untergliedern: 1) Produktion interspezifischer Hybriden aus B. napus/B. rapa und Fremdarten mit Rapserdfloh-Resistenz. Hierfür wird zunächst darauf abgezielt, B. rapa-Genotypen zu identifizieren, die niedrigere Barrieren für die interspezifische Hybridisierung aufweisen. Ergänzend zu den händischen/insektenbedingten Kreuzungen wird in einem weiteren Arbeitspaket die Protoplastenfusion optimiert, um effektiv somatische Hybriden in der Gewebekultur zu erzeugen. 2) Erhöhung der Rekombinationsrate zwischen Empfängergenom und den Donor-Chromosomen für die Erzeugung möglichst vieler und möglichst unterschiedlicher Introgressionslinien. Über eine Strahlenbehandlung sollen ungerichtet DNA-Doppelstrangbrüche in B. napus/B. rapa-Hybriden mit Fremdgenomanteil induziert werden und die Häufigkeit und Verteilung der Rekombinationsereignisse gemessen werden. Angewendet auf das unter 1) generierte Material, sollen genetisch stabile Introgressionslinien erzeugt werden, die über einen Biotest auf die Erdfloh-Resistenz untersucht werden. 3) Etablierung einer Nuklease-induzierten Chromosomenrekombination als proof-of-concept. Das Einfügen gezielter Doppelstrangbrüche im Empfänger- und Donor-Genom mittels sgRNA/Nuklease Komplex in Hybridzellen soll die Rekombination der Donor-Fragmente fördern.

Herkunftsversuche

In Herkunftsversuchen soll die phänotypische und genetische Variation heimischer und fremdländischer Baumarten ermittelt werden. Gleichzeitig erfolgt eine Prüfung auf waldbauliche Eignung unter südwestdeutschen Standortverhältnissen.

Arten und Lebensräume

Berlin verfügt über eine hohe Vielfalt an Arten und Lebensräumen. Hierzu gehören Relikte der ursprünglichen Naturlandschaft, wie Wälder, Moore und naturnahe Flüsse, der historischen Kulturlandschaft, wie Wiesen und Magerrasen sowie auch typisch urbane Lebensräume, wie Parkanlagen und Stadtbrachen. Selbst Gebäude können bestimmte Lebensraumfunktionen haben. Diese vielfältige Ausstattung ist eine wesentliche Voraussetzung für Berlins biologische Vielfalt. Weitere Anstrengungen sind erforderlich, um diese Lebensräume zu stärken und dem Artenverlust entgegenzuwirken. Spezielle Maßnahmen und Programme richten sich an die Bedürfnisse einzelner Artengruppen, wie Fledermäuse, Amphibien, Vögel oder Insekten. Bild: Klemens Steiof Vögel und Glas Wer biologische Vielfalt fördern will, muss auch Bauten und andere Elemente der Stadt in den Blick nehmen. Sie können Vielfalt fördern oder hemmen. Glasfassaden sind für viele Vögel eine große Gefahr. Wer vogelfreundliches Glas verwendet, schaltet diese Todesfalle aus. Vögel und Glas Weitere Informationen Bild: Fischereiamt Berlin Was tun gegen invasive gebietsfremde Arten? Die biologische Vielfalt Berlins ist ständig im Fluss – auch, weil immer wieder bislang nicht heimische Arten dazukommen. Einige von ihnen sind invasiv: Sie gefährden die heimische Flora und Fauna. Die Senatsverwaltung überwacht ihre Ausbreitung und steuert wo nötig gegen. Was tun gegen invasive gebietsfremde Arten? Weitere Informationen Bild: SenMVKU Artenhilfsprogramm Fledermäuse Was Fledermäuse angeht, ist Berlin die Hauptstadt Europas. Seit mehr als 30 Jahren zählt die Stadt in einem Artenhilfsprogramm, wie viele hier überwintern. Die Zahl steigt – nicht zuletzt, weil wichtige Winterquartiere eigens für die streng geschützten Tiere hergerichtet wurden. Artenhilfsprogramm Fledermäuse Weitere Informationen Bild: Christo Libuda (Lichtschwärmer) Teile von Natur und Landschaft sichern Beträchtliche Teile Berlins stehen unter Schutz. Dadurch bleiben Lebensräume seltener Tiere und Pflanzen erhalten und können sich weiterentwickeln. Dabei gibt es unterschiedliche Arten von Schutzgebieten. Teile von Natur und Landschaft sichern Weitere Informationen Bild: Christo Libuda (Lichtschwärmer) Berliner Biotopverbund Erst der Austausch zwischen Populationen sichert die biologische Vielfalt. Das ist ein Grund, warum Berlin so viel unternimmt, um Biotope zu vernetzen. Die anderen: Tiere können im wachsenden Biotopverbund leichter zwischen ihren Quartieren wandern, sich ausbreiten und neue Lebensräume erobern. Berliner Biotopverbund Weitere Informationen Bild: Berliner Forsten Mischwaldprogramm Berlins Wälder sind Lebensraum vieler Tiere und Pflanzen und ein Ort, an dem wir Menschen uns erholen. Damit das auf lange Sicht so bleibt, baut Berlin seine Wälder Schritt für Schritt zum Mischwald um. Mischwald ist widerstandsfähiger und kommt besser mit dem Klimawandel zurecht. Mischwaldprogramm Weitere Informationen Bild: Carsten Fischer / Naturfotografie Naturnahe Waldbewirtschaftung Wie man einen Wald bewirtschaftet, ist entscheidend für seine Artenvielfalt. Die Berliner Forsten bewirtschaften die Wälder der Stadt naturnah: Holz wird nachhaltig verwertet, natürliche Prozesse werden gefördert. Ergebnis sind gesunde und strukturreiche Wälder, in denen man Natur erleben kann. Naturnahe Waldbewirtschaftung Weitere Informationen Bild: Christo Libuda (Lichtschwärmer) Kleingewässer – Blaue Perlen für Berlin Pfuhle, Gräben und Teiche sind artenreiche Biotope. In Berlin fördert das Programm „Blaue Perlen für Berlin“ ihre ökologische Aufwertung. Das Programm fokussiert Ausgleichsmaßnahmen für Eingriffe in Natur und Landschaft auf diese kleinen Gewässer. Kleingewässer – Blaue Perlen für Berlin Weitere Informationen Bild: Forstamt Pankow / Detlef Schwarz Wasser in die Landschaft! Trockenheit macht Mensch und Natur zu schaffen. Im Klimawandel nimmt sie zu. Berlin geht deshalb neue Wege, um den Wasserkreislauf zu verbessern: Regenwasser und gereinigtes Abwasser sind wertvolle Ressourcen – und können den Wasserhaushalt der Landschaft stabilisieren. Wasser in die Landschaft! Weitere Informationen Bild: Justus Meißner/Stiftung Naturschutz Berlin Kompensation von CO₂-Immissionen bei Dienstflügen - "Klimaschutzabgabe" für Moore Berlins Moore sind Lebensraum seltener und hoch spezialisierter Tier- und Pflanzenarten. Deshalb renaturiert sie die Stiftung Naturschutz nach und nach – mit Geldern aus der Klimaschutzabgabe der Berliner Behörden. Kompensation von CO₂-Immissionen bei Dienstflügen - "Klimaschutzabgabe" für Moore Weitere Informationen Bild: SenMVKU / Doron Wohlfeld Berlins Gewässer: klares Wasser, naturnahe Ufer Berlins ausgedehnte Gewässerlandschaften sind ein Schatz für die biologische Vielfalt. Deshalb tut die Stadt alles, um die Wasserqualität immer weiter zu verbessern und naturnahe Ufer zu erhalten und zu entwickeln. Berlins Gewässer: klares Wasser, naturnahe Ufer Weitere Informationen

Biological invasions in the Anthropocene: Patterns, processes and hidden invasions in an alien amphibian model

<p>Biological invasions are a major challenge for natural systems in the Anthropocene, yet their underlying dynamics often remain insufficiently understood. This project establishes Johnstone’s Whistling Frog (Eleutherodactylus johnstonei) as a new alien amphibian model and reevaluates long-held assumptions about invasion processes and patterns. Native to a small Lesser Antillean island, E. johnstonei has achieved an unexpectedly broad exotic distribution. By integrating ecological, genetic, and microbiome perspectives, this work reveals that the species’ invasion success is driven less by intrinsic biological superiority and more by its compatibility with human-dominated environments.Field surveys conducted 25 years after the frog’s introduction to Colombia demonstrate that its distribution remains tightly associated with urban habitats and their characteristic environmental conditions. Comparative genetic analyses across E. johnstonei, its successful alien congener E. antillensis, and the island endemic E. portoricensis show consistently low genetic diversity in both native and exotic populations, indicating that genetic impoverishment does not preclude invasion success. Instead, species distribution models highlight human footprint as a key predictor of the frog’s wide exotic range. Furthermore, microbiome analyses reveal distinct microbial communities between native and introduced populations, suggesting that microbial restructuring accompanies range expansion and may reflect underlying adaptive or transfer processes.Together, these findings challenge conventional invasion theory by illustrating that islands can act as sources instead of sinks and that species with low genetic diversity can thrive across continents when human-mediated disturbances create favorable conditions. The study argues that conservation strategies should prioritize protecting native habitats over targeting adaptable alien species that succeed largely because of anthropogenic change. More broadly, it calls for a rethinking of "nativeness" in an era of rapid environmental transformation and underscores that the resilience of both macro- and micro-communities - rather than species origin - will shape biodiversity outcomes in the Anthropocene.</p>

Neue Technologien zur Digitalisierung molekularbiologischer Methoden zur echtzeitnahen biologischen und ökotoxikologischen Überwachung von Bundeswasserstraßen

Veranlassung Bereits bestehende molekularbiologische Methoden kennzeichnet ein komplexer, potenziell fehleranfälliger und laborbasierter Arbeitsablauf. Dies erfordert personell eine gehobene technische und bioinformatische Expertise und ist wenig nutzerfreundlich und praxisfern. Zudem führt die zeitliche Entkopplung von Probenahme, Aufbereitung und Datenanalyse in der Regel zu einem Zeitversatz von mehreren Monaten bis zum Erhalt der benötigten Information. Das Zusammenspiel einer hier zu etablierenden portablen Methode zur On-site-Generierung von Sequenzierungsdaten, in Verbindung mit einer innovativen bioinformatischen Analyse-Pipeline, bietet im Vergleich zu den bisherigen Methoden Zeitersparnis, Mobilität, Nutzerfreundlichkeit und bessere Information. Ziele - Vereinfachung und Beschleunigung von molekularbiologischen Arbeitsabläufen durch Sequenzierungstechnologien der 3. Generation und durch Etablierung eines transportablen molekularbiologischen Labors - Aufbau einer bioinformatischen Pipeline zur automatisierten und standardisierten metagenomischen Datenanalyse - Verbesserung des NemaSpear-Index zur ökotoxikologischen Bewertung; schnelle und einfache Detektion von Neobiota in Ballastwasser; echtzeitnahe Artbestimmung von Pappel-Jungaufwuchs Molekularbiologische Methoden bieten eine immense Bandbreite an Anwendungsmöglichkeiten; in vielen Bereichen von Wissenschaft und Forschung sind sie bereits etabliert und von großer Bedeutung. Für die Anwendung zur Gewässerüberwachung in der behördlichen Praxis werden sie derzeit validiert und haben langfristig das Potenzial, bestehende morphotaxonomische Methoden zur Begutachtung und Bewertung zu ergänzen oder zu ersetzen. In diesem Projekt sollen die bereits bestehenden Methoden durch neue Technologien teilautomatisiert und zum mobilen Einsatz befähigt werden. Mit dem Projekt DigiTax macht die BfG einen weiteren Schritt in das biologische Gewässermonitoring der Zukunft, indem genetische Methoden in den Punkten Mobilität und Anwenderfreundlichkeit verbessert werden.

Auswirkungen chemischer Belastungen auf mikrobielle Gemeinschaften

Veranlassung Gewässerökologie im Fokus der Öffentlichkeit Die durch den Klimawandel mit zunehmender Häufigkeit auftretenden extremen Bedingungen in und an Flüssen und Bundeswasserstraßen führten in der jüngeren Vergangenheit zum Teil zu verheerenden ökologischen Folgen. Mikroorganismen nahmen dabei oft eine zentrale Rolle ein und rückten das Thema Wasserqualität verstärkt in den Fokus der Öffentlichkeit. Ein Beispiel dafür ist das Fischsterben in der Oder im August 2022, welches im Rahmen der Ursachenforschung die Sensibilität, aber auch die Komplexität der Ökosysteme in Politik und Öffentlichkeit allgegenwärtig machte. Aber auch die seit 2017 in der Mosel auftretenden Cyanobakterienblüten erregen zumindest regional öffentliches Interesse, da sie oftmals eine eingeschränkte Nutzung des Gewässers nach sich ziehen. Interdisziplinäre wissenschaftliche Herausforderung: Komplexe Zusammenhänge zwischen chemischer Belastung und Biodiversität Die Entschlüsselung komplexer Wirkbeziehungen stellt eine große wissenschaftliche Herausforderung dar - einerseits aufgrund multipler Stressoren, die auf Flussysteme einwirken, wie die Auswirkungen des Klimawandels oder die Ausbreitung von Neobiota; andererseits aufgrund zahlreicher Umweltfaktoren wie Wassertemperatur, Nährstoffkonzentrationen und Abflussbedingungen. Ein größtenteils unbekanntes Ausmaß an chemischen Stressoren, insbesondere organische Spurenstoffe, belasten das aquatische Ökosystem zusätzlich. Obwohl internationale Gremien und Verbände (IPBES, EU) sowie die wissenschaftliche Gemeinschaft chemische Belastungen als einen der Haupttreiber für Biodiversitätsverlust anerkannt haben, ist der Einfluss von Chemikalien auf die Biodiversität und damit auf Ökosysteme bisher unzureichend verstanden. Erste Studien geben Hinweise auf die potentiellen Auswirkungen chemischer Belastungen auf die mikrobielle Gemeinschaft: Beispielsweise belegen sie einen statistischen Zusammenhang zwischen der Spurenstoffbelastung und dem ökologischen Zustand von Fließgewässern. Es ist daher notwendig, die komplexen Zusammenhänge zwischen solchen chemischen Stressoren und der mikrobiellen Artengemeinschaften integrativ und systematisch zu bearbeiten, um die ökologischen Entwicklungen in Bundeswasserstraßen besser zu verstehen und zu prognostizieren sowie um nachteiligen Veränderungen proaktiv entgegensteuern zu können. Die Mosel als Untersuchungsgebiet Über Einträge kommunaler Kläranlagen sowie aus industriellen und intensiven landwirtschaftlichen Aktivitäten im Einzugsgebiet gelangen komplexe Mischungen organischer Spurenstoffe in die Mosel. Darüber hinaus zeigt das Gewässer als Ausdruck eines "nicht gesunden" Ökosystems seit einigen Jahren ausgeprägte, Toxin-bildende Cyanobakterienblüten, die in der breiten Öffentlichkeit sowie bei den verantwortlichen Behörden große Aufmerksamkeit und Besorgnis erregen. Ziele - Umfassende Charakterisierung der mikrobiellen Artengemeinschaft und chemischen Belastung im Untersuchungsgebiet (Mosel) - Etablierung von experimentellen Ansätzen zur systematischen Untersuchung der Zusammenhänge zwischen chemischen Belastungen und dem Wachstum mikrobieller Populationen - (Weiter-)Entwicklung von mechanistischen Effekt-Modellen, welche den Einfluss der chemischen Belastung im Kontext multipler Stressoren auf ausgewählte Phytoplankton-Arten beschreiben.

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