Nährstoffarme Bereiche bilden die große Mehrheit des Ozeans, aber das Schicksal der dominierenden kleinen Autotrophen in diesen Bereichen ist wenig erforscht und noch weniger verstanden. Formen kleiner als 5 mym machen die große Mehrheit der Autotrophen in nährstoffarmen Systemen aus, und Protisten sind vermutlich die Haupträuber dieser Fraktion, aber besonders im Meer ist diese Verbindung wenig erforscht. Offene, grundlegende Fragen sind: Wie viel, und mit welcher Effizienz fließt Primärproduktion der kleinen Autotrophen in höhere trophische Ebenen? Sind kleine Ciliaten im Meer genauso wichtige Konsumenten kleiner Autotropher wie im Süßwasser oder sind heterotrophe Nanoflagellaten (HNF) die Haupträuber? Sind Synechococcus und Prochlorococcus, die beiden wichtigsten Vertreter der kleinen Autotrophen, in gleichem Masse frassempfindlich? Wie wichtig ist Nährstoff-Recycling durch Protisten, um Primärproduktion zu erhalten? Das vorgeschlagene Projekt wird im Golf von Aqaba stattfinden, einem oligroptrophen Tiefseesystem nicht weit vom Labor entfernt und deshalb logistisch für experimentelle Arbeit optimal geeignet. Das Projekt ist als Zusammenarbeit mit Prof. Anton Post, Eilat, Israel geplant. Experimente werden in Jahreszeiten durchgeführt, in denen unterschiedliche Autotrophe dominieren. Dabei werden Interaktionen zwischen gesamten trophischen Ebenen innerhalb der Planktongemeinschaft aber auch zwischen Arbeiten berücksichtigt, um allgemeine Vorhersagen für oligotrophe Systeme zu machen.
Die Reste oligotropher Moorkomplexe in Trockenmooren der Eifel lassen aufgrund von Veraenderungen ihrer Vegetation vermuten, dass direkte oder indirekte Naehrstoffzufuhr bzw -mobilisierung rasch zu tiefgreifenden Aenderungen ihrer Lebensgemeinschaften fuehren koennen. Als Grundlage fuer Pflege- und Sanierungsmassnahmen werden daher an ausgewaehlten Querprofilen kontinuierlich bzw im 1-2 Wochenrythmus folgende Groessen gemessen: Phaenologie und Wachstum typischer und dominanter Moorpflanzen, Grundwasserstandsaenderungen im Jahreslauf, chemische Kennwerte von mit Keramiksaugkerzen aus verschiedenen Moortiefen entnommener Wasserproben (pH, Leitfaehigkeit, Ionengehalte), Temperaturaenderungen der Torfboeden im Tages- und Jahreslauf. Hinzu kommen die Messungen von Lufttemperatur, Luftfeuchte, Niederschlaege und deren Ionengehalte zur Abschaetzung der Stoffeintraege aus der Luft bzw Abschaetzung der Wasserbilanz.
Das Biodiversitätsprojekt 'Löffelkraut & Co.' leistet einen wesentlichen Beitrag zur Stabilisierung und nachhaltigen Sicherung der Vorkommen des in Bayern endemischen Bayerischen Löffelkrauts und weiterer, teilweise stark gefährdeter und/oder endemischer Begleitarten. Zentrales Anliegen des Projekts ist der langfristige Erhalt und Schutz kalkoligotropher Quellen, Quellbäche und Quellmoore als Lebensraum einer ausgesprochen empfindlich auf Veränderungen reagierenden und deshalb in höchstem Maße schutzbedürftigen Flora und Fauna. Um dies zu erreichen werden teilweise völlig neue Wege beschritten: neben den üblichen Artenhilfsmaßnahmen (Monitoring der Vorkommen, Optimierung vorhandener bzw. Ausarbeitung und Umsetzung von Pflegeplänen, Flächensicherung durch langfristige Bereitstellung für Naturschutzzwecke bzw. Ankauf/Pacht) besteht ein wesentlicher Arbeitsschwerpunkt im Aufbau und der Verstetigung eines engmaschigen Netzwerks aus Behörden, Pflegeverbänden, Naturschutzverbänden und ortskundigen, ehrenamtlich tätigen Betreuerinnen und Betreuern. Das Betreuungssystem aus speziell geschulten und eingewiesenen Ortskundigen wird exemplarisch für die Projektarten entwickelt und kann auf andere Biodiversitäts- und Artenhilfsprojekte übertragen werden. So wird eine kontinuierliche Betreuung der Vorkommen gewährleistet, was bisher im Rahmen der projektmäßig ablaufenden Artenhilfsprogramme nicht möglich war.
Veränderungen in der Nährstoffzufuhr und klimatische Veränderungen sind die wichtigsten Treiber von Veränderungen der Nahrungsnetzstruktur in vielen Gewässern. Im Bodensee sind beide steuernde Faktoren relativ gut untersucht, wobei Untersuchungen bezüglich Eutrophierung und Oligotrophierung nicht die jüngsten, d.h. wirklich oligotrophen Jahre umfassen. Mit diesem kleinen Sachhilfeantrag soll eine 4 jährige Probenahmereihe zur Planktonsukzession (inklusive des mikrobiellen, Ciliaten- und Rotatorienplanktons) im oligotrophen Bodensee vervollständigt werden Aufgrund hoher klimatische Variabilität im bisherigen Untersuchungsverlauf mit teilweise extrem milden Wintern, ist es enorm wichtig die Planktonsukession auch im Jahr 2009, d.h. nach dem strengen Winter 2008/2009 zu erfassen. Dies wird uns erlauben sowohl die Konsequenzen der Reoligotrophierung auf die Nahrungsnetzstruktur besser zu verstehen, als auch wichtige Erkenntnisse bezüglich der Rolle der klimatischen Steuerung in einem oligotrophen See liefern. Die erhobenen Daten werden in vielfältiger Weise statistisch analysiert werden und bilden die Basis für Simulationsrechnungen bezüglich des Eìnflusses von Trophiegrad und Klimaveränderungen auf planktische Nahrungsnetze. Da mit diesem Antrag Probenahmen im Pelagial des Bodensee finanziert werden sollen, besteht keine Verbindung mit dem Sonderforschungsbereich 454 'Bodenseelittoral'.
Ziel des Vorhabens ist es, durch die Analyse der kompletten Genomsequenz von A. borkumensis ein detailliertes Verständnis der metabolischen Eigenschaften, sowie deren Regulation unter umweltrelevanten Bedingungen (u.a. Salinität, Oligotrophie) zu erlangen. Die Genomsequenzierung erfolgt mittels 'shot-gun' Sequenzierungsverfahren. Für die anschließende Arbeiten zum 'Lückenschließen' und 'Sequenzverifizierung' wird eine BAC-Bibliothek erstellt. Nach der Sequenz-Annotation erfolgt die in silico-Analyse der Phänotyp-Genotyp-Beziehung von A. borkumensis und die metabolische Modellierung der zentralen Stoffwechselwege. Parallel werden Transposonmutanten hergestellt und charakterisiert, um die aufgestellten Arbeitshypothesen zu validieren. Mit den Arbeiten zur Proteom und Transkriptom-Analyse von A. borkumensis wird begonnen. Die Ergebnisse der Untersuchungen zum Stoffwechsel von Alcanivorax dienen der Entwicklung von neuen Bioremediationsverfahren, insbesondere von Inokulations- und Bioaugmentationsverfahren. Darüber hinaus kann die Genomsequenz für die Entwicklung von Biosensoren zur Detektion des Verschmutzungsgrad mit Erdölkontaminationen eingesetzt werden.
Objective: Biological control of Harmful Algal blooms in European coastal waters: role of eutrophication (BIOHAB). Problems to be solved: Harmful Algal Blooms (HAB) occur in many European marine waters and have increased in frequency concomitantly with a increased nutrient input from land. HABs have a devastating effect on the ecosystem and/or cause health problems in humans. Species of interest for BIOHAB belong to different taxonomic groups. Various algae belonging to these groups produce substances responsible for e g Paralytic Shellfish Poisoning and Diarrhetic Shellfish Poisoning. Some species are harmful in other ways, e g by creating oxygen deficiency. The success of HABs depends on several biological interactions, which are of a complex nature. The overall objective of BIOHAB is therefore to determine the interplay between (anthropogenic) eutrophication and biological control of the losses and gains of HABs. The ultimate goal is to find ways to manage phytoplankton algal blooms in European coastal waters in such a way that harmful species are avoided or at least that their negative effects are minimised. The co-operation involves several European countries, representing distinctly differing regions (the Baltic, the North Sea, coastal zone of Norway, the Mediterranean). Both the Helsinki (HELCOM) and Oslo Paris Commission (OPARCOM) have been established as intergovernmental organisations with as primary task the protection of the marine environments in the Baltic Sea and North Sea. BIOHAB will provide the necessary knowledge on HABs and their control within these commissions. Scientific objectives and approach: The scientific objectives are (1) To determine the susceptibility of HABs to biological control such as grazing (copepods, ciliates, hetero- and mixotrophic dinoflagellates) and/or infection (virus, bacteria, parasites) when growing under deficient as compared to sufficient nutrient conditions. (2) Investigate the release of infochemicals by HABs into the seawater with the aim to avoid grazing and infection. (3) To examine data sets of the general and unique patterns of growth and decay parameters of HAB-species in various coastal regions. (4) To develop a generic or species-specific model for the development of HABs and their mitigation. (5) To obtain and grow HAB species-specific pathogens (viruses, bacteria, parasites) which could potentially be used to terminate HABs (bio-control). The workplan combines laboratory and field experiments with in situ studies, to be carried out in 4 different European seas. This includes the low saline Baltic, the eutrophic N-controlled North Sea, the oligotrophic Norwegian Sea, and the P-limited Mediterranean Sea. Prime Contractor: Netherlands Institute for Sea Research, Department of Biological Oceanography; Den Burg.
General Information: This project focuses on investigation and modelling of key processes that affect flow and cycling of carbon and nutrients. In particular, we aim to study how processes change over scales from microns to tens of metres, and to compare processes under two contrasting situations, stratified and mixed water masses. By comparing the Skagerrak with the NE Aegean, we will be able to study differences in functioning between a mesotrophic and an oligotrophic system. There are important differences in sedimentological and geochemistry setting such as higher content of calcareous material in the N. Aegean which are expected to lead to different rates and processes of nutrient recycling, and erosion, transport, deposition, and accumulation of particulate matter. Nutrient regimes are very different and the Skagerrak is relatively turbid with high light attenuation whereas the N. Aegean has clearer water with extremely low attenuation. It is thus likely that not only will primary production processes be different but behavioural differences in zooplankton e.g. predator avoidance, vertical migration, grazing etc. Biological coagulation (packaging) processes are likely to be very different between the two areas and this is expected to have a major influence on flux rates. The benthic systems differ in that biomass and abundances are higher in the Skagerrak but species diversity is higher in the N. Aegean. Thus the processes and rates of mineralisation and material burial will vary. The project is formed around a set of hypotheses defined for each of the key processes identified. The work will be aimed not at establishing mass balances by direct measurement, but will instead focus on the characterisation and modelling of the key processes occurring. Novel aspects include use of high frequency samplers to make in situ measurements of the microstructure, which can considerably improve our understanding of the vertical turbulent transport and of the velocity fluctuations across frontal areas to gain better insight into local biological and physical processes. A state of the art benthic lander will be used to measure respiration and recycling rates of carbon and nutrient elements in sediments in-situ. Large temporal and spatial variability in the near-surface turbulence is expected, which will be investigated on the basis of measurements and l-D modelling. Processes in the organic part of the benthic nitrogen cycle are of major interest as these processes, their regulation and quantitative importance, to a large degree determines the nitrogen sources that eventually will escape to the overlying water. Thus, knowledge on factors regulating processes of organic nitrogen turnover is necessary in the understanding of mechanisms regulating the internal loading. Further, this knowledge is indispensable in the construction of predictive models. ... Prime Contractor: University of Oslo, Department of Biology, Division of Zoology; Oslo; Norway.
Es wird die Expression von CoxMSL aus Oligotropha carboxidovorans in der Hefe Pichia pastoris und in Escherichia coli untersucht. Ziel ist es, das Enzym Kohlenmonoxid-Dehydrogenase (CODH) in den Bakterien konstitutiv - also ohne die Verwendung von toxischem CO zu produzieren. Damit soll ein Beitrag zum praktischen Umwelschutz durch Gentechnik geleistet werden. Das Enzym wird in Biofiltern für die Reinigung abgasbelasteter Luft eingesetzt, wodurch ein erheblicher Bedarf an CODH besteht, der durch diese konstitutive Produktion sowohl qualitativ als auch quantitativ gedeckt werden soll.
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| Förderprogramm | 22 |
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