Das Hauptziel von Teilprojekt (TP) 7 ist es, die Tiernutzung und -haltung im Mongolischen Reich besser zu erfassen. Die umfangreichen archäologischen Ausgrabungen der Universität Bonn in Karakorum, sowie Reiseberichte stellen die Hauptquellen dar. Frühere Analysen belegen zwar eine vielfältige Faunendiversität mit Schafen und Rindern als Hauptquelle für Fleisch und Fett, trotz allem bleiben noch viele Fragen offen. Durch den Vergleich der Siedlung Karakorum mit zwei weiteren gleichaltrigen Fundstellen (Khar Khul Khaany Balgas und Bayan Gol) soll das Herdenmanagement nomadischer Hirten und deren Anpassungsstrategien, sowie die Herkunft der Nutztierarten und deren Erbgut während des Mongolischen Reiches beleuchtet werden. So wird der Beitrag der Tierhaltung zur Entwicklung städteartiger Siedlungen in der mongolischen Hochebene im bisher umfassendsten Ansatz für diese Region evaluiert. Die Archäofauna von Karakorum ist dank ihres Umfangs und des kürzlich verfeinerten Chronologieschemas der Ausgangspunkt unserer Untersuchungen. Die im Rahmen dieses Projektes eingesetzten neuen Forschungsansätze werden unser Verständnis über die Tierhaltung v.a. von Schaf und Ziege maßgeblich verbessern. So können über den Zahnabrieb Rückschlüsse auf die Fütterung geschlossen und über die Lämmersterblichkeit und die Auswirkungen des Einpferchens der Tiere in Gehegen die Qualität der Tierhaltung analysiert werden. Die Ergebnisse aller drei Fundstellen werden miteinander verglichen, um die mögliche Vielfalt der Tierhaltungsstrategien zur Zeit des Mongolischen Reiches zu beleuchten. So war z.B. die Stadt Karakorum ein „Schmelztiegel“ von verschiedenen ethnischen Gruppen. Daher können Importe bestimmter Tiere (z.B. Schweine) helfen, solche Gruppen zu identifizieren und gleichzeitig das Ausmaß der Handelsnetzwerke aufzuzeigen. Darüber hinaus ist es möglich, dass städtische Fleischmärkte Schafe von lokalen und weiter entfernt weidenden Herden bezogen haben. Mittels Geometric Morphometrics (GMM) werden wir untersuchen, ob die Fleischversorgung in Karakorum und den anderen Fundstellen durch phänotypisch unterschiedliche Schafpopulationen gewährleistet wurde. Dazu ergänzende stabile Isotopenanalysen (C, O, Sr), sowie aDNA-Analysen werden erst in Phase II durchgeführt. Ein wichtiges Anliegen ist die Unterscheidung zwischen Rindern, Yaks und deren Hybriden, die Khainag (??????) genannt werden. Für letzteres -welches besonders gut an kalte, gebirgige Umgebungen angepasst ist- wurde bis heute noch nicht geklärt, wann und warum Menschen solche Hybriden gezüchtet und/oder eingeführt haben. Anhand moderner Referenzindividuen wird die Osteologie dieser Hybriden und seiner Eltern genauer untersucht. Des Weiteren wird über molekulargenetische Analysen der Hybridstatus ausgewählter Knochen untersucht und ggf. bestätigt. Da das Mongolische Reich mit dem Schwarzen Tod in Europa zusammenfällt, werden schließlich mögliche Reservoir-Taxa auf Yersinia und andere Krankheitserreger untersucht.
Auf Grund ihrer Bedeutung für die Anpassung der Wälder an Umweltänderungen und ihrer Widerstandsfähigkeit gegenüber Störungen ist die Naturverjüngung zu einem Schwerpunkt der ökologischen Waldforschung geworden. Trotz der jüngsten technologischen Entwicklungen bleibt dies eine große Herausforderung. Insbesondere sehr kleine Pflanzen mit einer Höhe von weniger als 1,30 m und entsprechend kleinen Durchmessern sind mit photogrammetrischen Methoden schwer zu identifizieren. Manuelle Inventurmethoden, wie z. B. die klassische Vollinventur sind aber arbeitsintensiv und zu teuer, um sie auf großen Flächen anzuwenden. Das Projekt möchte dazu beitragen, dieses Problem zu lösen, in dem es ein Simulationswerkzeug zur Rekonstruktion von Punktmustern vorstellt und seine Qualität systematisch untersucht. Es basiert auf einem Forschungsansatz der drei Arbeitsschritte umfasst (1) die Erfassung der räumlichen Daten aller Bäume einschließlich der Verjüngung auf einer kleinen Teilfläche (= Referenzfläche), (2) die Erfassung des Oberstandes im gesamten Bestand (=Untersuchungsfläche) und (3) die Rekonstruktion der Verjüngung im gesamten Untersuchungsgebiet, wobei davon ausgegangen wird, dass überall die gleichen Beziehungen zwischen den Bäumen des Oberstandes und der Verjüngung wie in der Referenzfläche bestehen. Dieser Ansatz erlaubt es, die heutigen logistischen Möglichkeiten zu kombinieren: (a) die manuelle Erfassung der Verjüngung auf kleiner Fläche ist machbar, und (b) die Inventur des Oberstandes mit modernen Fernerkundungs- oder photogrammetrischen Methoden ist relativ einfach und weniger arbeitsintensiv. Indem das Projekt einen vorhanden und in den Forstwissenschaften bekannten Datensatz nutzt (Trainingsgrundlage wird der Datensatz des saisonalen tropischen Regenwaldes der Insel Barro Colorado (BCI) in Panama sein), kann es sich auf Schritt (3) beschränken. Ziel ist es systematisch zu untersuchen, welchen Einfluss eine höhere Strukturvielfalt und das Größenverhältnis von Referenz- und Prädiktionsflächen (= die gesamte Untersuchungsfläche) auf die Ergebnisse der Punktmuster-Rekonstruktion von Verjüngungspflanzen (=Unterstand) hat und welche räumlichen Statistiken besonders geeignet sind, diesen Einfluss quantitativ oder qualitativ zu bewerten. Die numerischen Methoden werden in einem dokumentierten R-Skript (bzw. R-Package) als zuverlässiges und effizientes Werkzeug für die Waldökologie und die forstliche Praxis zur Verfügung gestellt.
Heutige biologische und einstellbare Leuchtmittel, die lebende Bausteine integrieren, sind im Wesentlichen auf Zellen beschränkt, die Biochemilumineszenz mit begrenzter Stabilität und Lichtausbeute nutzen (d. h. einige Tage bei Lichtausbeuten <5 lm/W). Tatsächlich gibt es keine Beispiele für lebende Leuchtmittel, die Photonenumwandlungssysteme zur Manipulation von Licht nutzen. Wir haben kürzlich eine neue Methode zur Herstellung lebender Farbfiltern mit Vibrio natriegens entwickelt. Dieses Bakterium weist (I) ein vielversprechendes Potenzial für die Biotechnologie mit einer außerordentlich hohen Wachstums- und Substratverbrauchsrate, (II) einen bereits sehr guten Ertrag bei der Expression hochwertiger fluoreszierender Proteine (FP) und (III) eine vielversprechende Kompatibilität mit Matrizen, die für Leuchtmittel von großem Interesse sind, auf. Tatsächlich haben vorläufige Experimente Leuchtmittel erzeugt die eine bessere Leistung aufweisen als diejenigen die mit denselben FP in Referenzmatrizen hergestellt wurden. Die aktuellen Hindernisse hängen mit dem Mangel an grundlegendem Wissen zusammen, um (I) die Expression beliebiger FP erfolgreich zu optimieren, (II) die Widerstandsfähigkeit und Kompatibilität in den Matrizen zu verbessern, (III) eine Anpassungsfähigkeit an externe Reize einzuführen und (IV) die besten Leuchtmittelarchitekturen und Betriebsarten zur Maximierung der Leuchtmittelleistung zu erstellen. Das ENABLED-Projekt wird all diese offenen Fragen bearbeiten und dabei die Disziplinen Metabolic Engineering, Synthetische Biologie, Materialwissenschaft und Biooptoelektronik miteinander verbinden. ENABLED wird insbesondere grundlegende Konstruktionsregeln für die Entwicklung von V. natriegens-Stämmen mit (I) optimierter flexibler Einzel- und Doppelemission, (II) verbesserter Widerstandsfähigkeit in Farbfiltern, um ihre Wiederverwertbarkeit nach der Verwendung in Leuchtmitteln zu ermöglichen, und (III) einer Anpassungsfähigkeit an die Temperatur in Farbfiltern, um die Zellregeneration nach der Verwendung in den Leuchtmitteln zu ermöglichen. Dies wird es uns ermöglichen, eine neue Familie von Regenbogen- und weißen Bakterien-Hybrid-Leuchtdioden einzuführen, die bislang nicht zur Verfügung stehen.
Globally, agriculture covers 40% of the earth’s surface and food systems are responsible for one-third of humanity’s contribution to global climate change. Yet, smallholder and subsistence farmers are among the most vulnerable to climate change, with extreme weather events and related food price volatility affecting livelihoods, biodiversity, and food security at multiple scales. This project builds on transdisciplinary research on agroecological transitions in vulnerable farming communities in Canada, Germany, India and Brazil. We will examine the influence of agroecological networks (farming organizations, institutional actors, and consumer groups) in promoting the perennialization of agriculture to support climate adaptation (improving resilience in livelihoods and food security) and mitigation (increasing carbon sequestration). Perennialization of agriculture integrates annual and perennial crops and trees into the same farming system. Compared to annual cropping systems which currently dominate global agriculture and markets, perennial crops show promise for climate adaptation and mitigation because of their contributions to carbon sequestration in tree biomass and soil organic carbon, and their buffering effects against soil degradation, drought, and other forms of extreme weather and climate variability. From a social wellbeing perspective, agroforestry and other diversified perennial systems offer opportunities to adapt to climate change and escape poverty traps, including higher and more stable farm incomes, balanced agricultural labour across growing seasons, improved working conditions compared to more input-intensive forms of agriculture and improved nutrition and health. Using a participatory action research approach, this project will use a novel methodology to test the relationships between personal, political, and practical leverage points driving the adoption of agroforestry and other practices supporting agricultural perennialization. We will sample farms and organizations in each case study across a diversification gradient from low-diversity farming systems to perennial and agroforestry-based management systems. We will then use qualitative and quantitative methods to assess climate resilience outcomes and estimate the potential of scaling adoption of perennial and agroforestry practices. A cross-case synthesis will take local institutional, environmental, and relational contexts into account to inform decision-making.
Die Westantarktis ist eine der Regionen der Erde, die am sensibelsten auf den aktuellen Klimawandel reagiert. Ein Zusammenbruch dieses Eisschildes in einem wärmeren Klima würde dramatische Folgen für den globalen Meeresspiegelanstieg haben. Dabei spielt nicht nur der Anstieg der globalen Mitteltemperatur eine Rolle, sondern in gleichem Maße auch Veränderungen der Klimavariabilität. Diese Veränderungen können das labile westantarktische System an Kipppunkte bringen, die wiederum zu unwiderruflichen eisdynamischen Prozessen führen. Um diese zum Teil abrupten Veränderungen in Zukunft besser einschätzen zu können, müssen diesbezügliche Modellprojektionen auf einer soliden Datenbasis stehen. Paläoklimatische Zeitreihen, in diesem Fall aus Eisbohrkernen, bieten solch eine Datengrundlage. Besonders interessant sind hierbei Zeitreihen, die zurückreichen in das letzte Glazial, oder idealerweise in die davorliegende letzte natürliche Warmzeit (ca. 110 000 - 130 000 Jahre vor heute). Solche langen Zeitreihen aus der Westantarktis sind allerdings bisher nur spärlich vorhanden. Im Rahmen des WACSWAIN Projekts (WArm Climate Stability of the West-Antarctic Ice sheet in the last iNterglacial) wurde kürzlich ein neuer Eiskern auf Skytrain Ice Rise gebohrt, der einen Zeitraum bis 126 000 Jahre vor heute abdeckt. Umfassende kontinuierliche Datensätze der stabilen Wasserisotope, der chemischen Spurenstoffe und der physikalischen Parameter wurden im Rahmen von WACSWAIN erhoben und stehen nun für weitere Analysen zur Verfügung. Außerdem wurden zum ersten Mal parallel zu den kontinuierlichen Messungen ausschnittweise Abschnitte des Kerns mit der ultra-hochauflösenden Methode der Laser Ablation (LA-ICP-MS) auf ihren Spurenstoffgehalt untersucht. Dies erlaubt die Analyse von Veränderungen in bisher nicht verfügbarer Detailliertheit. Das Ziel des hier vorgestellten Projektes ist es diese hochaufgelösten Signale zusammen mit den kontinuierlichen zu nutzen, um die Veränderungen der Klimavariabilität in dieser Region der Westantarktis in beispielloser Genauigkeit für den letzten glazialen Zyklus statistisch zu analysieren. Ein besonderer Fokus wird dabei auf Phasen mit abrupten Änderungen in den Temperatur- und Eisbedeckungsproxies, wie zum Beispiel einem signifikanten Anstieg der marinen Ionenkonzentration und der Wasserisotope im frühen Holozän, liegen. Die statistischen Analysen der vergangenen Klimavariabilität (Varianz, Amplitude, Skalierungsfaktoren) werden im Folgenden genutzt, um die aktuell zu beobachtenden Veränderungen in der Westantarktis besser verstehen zu können. Dies wird zusätzlich unterstützt durch das Testen der wissenschaftlichen Hypothesen über die Ursachen der Veränderungen mittels spezifischer, isotopengetriebener globaler Zirkulationsmodelle, sowie chemischer Transportmodelle atmosphärischer Spurenstoffe. Dieses Projekt wird somit einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der westantarktischen Klimasystems in der Vergangenheit und Zukunft leisten.
Der Klimawandel wird den Druck auf die Ernährungssicherheit in Burkina Faso und Kenia erhöhen. Die stärksten negativen Auswirkungen des Klimawandels werden für die Tropen prognostiziert, wo die Landwirt*innen oftmals nicht über ausreichende Kapazitäten verfügen, um Anbaumethoden im Falle ungünstiger Wetterbedingungen anzupassen. Gleichzeitig können das Bevölkerungswachstum und die rasche Verstädterung zu einer steigenden Nachfrage nach Nahrungsmitteln und einer damit einhergehenden Ausweitung der Anbauflächen führen. Diese Trends können, die Entwicklung von resilienten landwirtschaftlichen Systemen erschweren. Darüber hinaus begünstigen sie Ernährungsunsicherheit und Unter- und Mangelernährung, die eine erhebliche Belastung für die Gesundheit der Menschen darstellen. In Phase I haben wir ein semi-empirisches Erntemodell entwickelt, um klimabedingte Risiken für potenzielle Ernteverluste zu ermitteln. Mithilfe dieses Modells konnten wir die Verfügbarkeit von Grundnahrungsmitteln in Burkina Faso einen Monat vor der Ernte vorhersagen. Diese Informationen erlauben es, im Falle von drohenden Nahrungsmittelkrisen, vorausschauende Maßnahmen zu ergreifen. Die Ergebnisse zeigen, dass trotz eines Überschusses an produzierten Kalorien aus Grundnahrungsmitteln auf nationaler Ebene in Burkina Faso, weite Teile der Bevölkerung von Ernährungsunsicherheit betroffen sind. Dies deutet darauf hin, dass nicht nur die Verfügbarkeit von Nahrungsmitteln, sondern auch die anderen Dimensionen der Ernährungssicherheit - nämlich der Zugang zu Nahrungsmitteln, deren Nutzung und die Stabilität - die Ernährungsunsicherheit in Burkina Faso beeinflussen. Bestehende Literatur hat jedoch einem starken Fokus auf Klimawandeleinflüsse auf die Verfügbarkeit von Nahrungsmitteln und deren Produktion. In Phase II werden wir daher alle Dimensionen der Ernährungssicherheit auf Grundlage von physischen und sozioökonomischen Daten analysieren. Dies wird uns ein umfassendes Verständnis der komplexen Ursachen der Ernährungsunsicherheit und der damit verbundenen gesundheitlichen Auswirkungen ermöglichen. Zusätzlich zu den klimatischen Einflüssen auf die Verfügbarkeit von Nahrungsmitteln, werden wir daher Haushaltsdaten integrieren. Mithilfe von Maschinellem Lernen - genauer einem Bayesian Belief Network - werden wir (kausale) Wechselwirkungen zwischen Wetter und sozioökonomischen Faktoren quantifizieren, die zur Nahrungsmittelunsicherheit beitragen. Anhand von Klimaprojektionen werden wir dann untersuchen, wie sich der Klimawandel auf die Ernährungssicherheit in Zukunft auswirken wird. Schließlich werden wir den Einfluss von Anpassungsoptionen an den Klimawandel auf die Ernährungssicherheit bewerten. Ein Schwerpunkt wird dabei auf der Einschätzung der Auswirkungen von optimierten Aussaatterminen liegen. Dies kann die Entwicklung und Priorisierung von Anpassungsoptionen an den Klimawandel unterstützen und potenziell zur Verbesserung der Ernährungssicherheit beitragen.
Unser Teilprojekt befasst sich mit der Bereitstellung von materiellen und nicht-materiellen Beiträgen für den Menschen durch die Natur, auch Naturbeiträge genannt. Ziel der ersten Phase war es, Tiere und Pflanzen zu identifizieren, die am Kilimandscharo solche Naturbeiträge leisten, diese Beiträge zu quantifizieren und den Einfluss von Landnutzungsintensität, Klima und Meereshöhe auf diese zu untersuchen. Für materielle Naturbeiträge konnten wir zeigen, dass die Baumartenvielfalt essenziell für die Bereitstellung von Holzprodukten ist und mit steigender Landnutzungsintensität und Meereshöhe abnimmt. Bei Ernteerträgen waren Biodiversität und menschliche Beiträge wie Dünger und Arbeit entscheidend. Für nicht-materielle Naturbeiträge waren die Vielfalt an Arten und Lebensräumen sowie abiotische Eigenschaften des Berges wichtig. Unsere Ergebnisse zeigen auch, dass Naturklänge vielfältige nicht-materielle Naturbeiträge, z.B. in Form von Reminiszenz, leisten. Unsere Studien deckten zudem wichtige Wissenslücken auf, denen wir uns in der zweiten Projektphase widmen möchten. Erstens ist unklar, wie Naturbeiträge durch biotische Interaktionen wie Bestäubung und Samenausbreitung reguliert werden. Daher werden wir mithilfe bestehender Daten und maschinellem Lernen ökologische Netzwerke zwischen Pflanzen und Tieren ableiten, um zu untersuchen, wie diese Interaktionen die Naturbeiträge von Pflanzen beeinflussen. Zweitens wurden Nachteile der Natur für den Menschen bisher wenig untersucht. Deshalb wollen wir durch Literaturrecherche und Interviews ein umfassendes Verzeichnis nachteiliger Naturbeiträge am Kilimandscharo erstellen. Einen besonders wichtigen Aspekt, die Krankheitsübertragung durch Tiere, möchten wir zudem genauer erforschen. Dazu werden wir das Darmmikrobiom von Fledermäusen und Nagetieren untersuchen und Bewegungsprofile von Fledermäusen erstellen. Wir werden auch quantifizieren, in welchem Verhältnis das Risiko der Krankheitsübertragung durch eine bestimmte Fledermausart zu deren Potenzial für nützliche Naturbeiträge in Form von Samenausbreitung steht. Drittens wurde bislang nicht untersucht, ob die von Menschen empfundenen Naturbeiträge von den tatsächlichen Naturbeiträgen abweichen und welche Konsequenzen daraus entstehen. Deshalb planen wir Interviews, um empfundene Naturbeiträge sowie Einstellungen und Verhaltensabsichten gegenüber der Natur zu untersuchen. So können wir empfundene mit tatsächlichen Naturbeiträgen vergleichen und entschlüsseln, welchen Einfluss die Wahrnehmung von nützlichen und nachteiligen Naturbeiträgen, sowie deren Verhältnis, auf Einstellungen und Verhalten gegenüber der Natur hat. Das Projekt kann zu einem besseren Verständnis der Mechanismen beitragen, die die Bereitstellung und das Zusammenspiel verschiedener Naturbeiträge bestimmen. Die geplante Forschung hilft zudem, wesentliche Faktoren zu identifizieren, die als Hebel dienen können, um die gegenseitigen Wechselwirkungen von Mensch und Natur zu verbessern.
Der Klimawandel wird auch in Europa zu Trockenperioden führen, dieerhebliche Ernteeinbußen verursachen. Darüber hinaus ist zuerwarten, dass chemische Wachstumsregulatoren in derPflanzenproduktion in Zukunft nicht mehr angewendet werden könnenaufgrund ihrer Schädlichkeit für Mensch und Umwelt. Für beideProblembereiche soll in diesem Projekt eine Lösung entwickeltwerden in Form einer neuen Züchtungstechnologie, deren Fokus aufden Wurzeln liegt. Durch ein besser entwickeltes Wurzelsystemwerden Pflanzen in die Lage versetzt, die Bodenwasserressourcenbesser zu nutzen und weniger unter Nachbaukrankheit zu leiden. DerTransfer bakterieller Gene auf Nutzpflanzen auf natürlichem Weg wirdzudem zu kompakteren Pflanzen führen, die mit geringerem Einsatz an chemischen Pflanzenschutzmitteln produziert werden können. In diesem Projekt sollen Wildtypstämme von Rhizobium rhizogenes zum Einsatz kommen, die ein sogenanntes "root inducing" (Ri) Plasmid (u.a. mit den rol Genen) tragen. Die T-DNA auf dem Ri Plasmid wird übertragen und ins Pflanzengenom integriert und verursacht die Bildung von "hairy roots". Aus diesen "hairy roots" lassen sich über In-vitro-Kulturtechniken ganze Pflanzen, sog. Ri Pflanzen regenerieren.Die mit der Ri T-DNA übertragenen Gene führen in diesen Pflanzen zu deutlichen Veränderungen in der Morphologie, darunter verstärkte Wurzelbildung, kompakter Habitus und veränderte Blatt- und Blüteneigenschaften. Die Ri-Pflanzen stellen "prebreeding" Material dar, mit dem in der neuen Züchtungsstrategie Kreuzungen durchgeführt werden. Es schließen sich Selektionsschritte und die molekulare Analyse der Aufspaltung der rol Gene an zur Entwicklung von Sorten mit hoher Pflanzenqualität und starkem Wurzelsystem. Die Projektziele sind: 1) Entwicklung einer biotechnologischen Züchtungsstrategie mittels R. rhizogenes; 2) Optimierung der Pflanzenregeneration aus "hairy roots"; 3) Detaillierte phänotypische Charakterisierung der Ri-Pflanzen (unter- und oberirdischeEntwicklung) 4) Kultur von Ri-Pflanzen mit geringerem Einsatz von Wachstumsregulatoren 5) Prüfung der Ri-Pflanzen unter abiotischem und biotischem Stress (Trockenstress und Nachbaukrankheit); 6) Untersuchung der Vererbung der übertragenen Gene; 7) Implementierung der Nutzung von R. rhizogenes in eineZüchtungsstrategie. Diese Ziele sollen an für dieses Projekt ausgewählten Modellpflanzen realisiert werden, die in Europa wirtschaftlich bedeutend sind (Raps, Sonnenblume, Rose, Apfel, Chrysantheme). Die mit dieser Strategie erstellten Pflanzen gelten nicht als gentechnisch verändert (GMO). Deshalb gibt es zahlreiche Anwendungen der Technologie für Züchtung und nachhaltige Pflanzenproduktion. Zudem werden in diesem mulidisziplinären Ansatz grundlegende genetische Erkenntnisse u.a. zurTransformierbarkeit und zu den Effekten der T-DNA-Gene erarbeitet. Am Ende steht eine neue Züchtungstechnologie, die zu einer nachhaltigen Produktion von gartenbaulichen und landwirtschaftlichen Kulturen führt.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 127 |
| Land | 6 |
| Wissenschaft | 65 |
| Type | Count |
|---|---|
| Ereignis | 1 |
| Förderprogramm | 123 |
| unbekannt | 3 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 124 |
| Unbekannt | 3 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 124 |
| Englisch | 91 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Datei | 1 |
| Keine | 57 |
| Webseite | 70 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 91 |
| Lebewesen und Lebensräume | 120 |
| Luft | 72 |
| Mensch und Umwelt | 127 |
| Wasser | 63 |
| Weitere | 127 |