In the Bavarian Forest National Park a brief, but intense storm event on 1 August 1983 created large windfall areas. The windfall ecosystems within the protection zone of the park were left develop without interference; outside this zone windfall areas were cleared of dead wood but not afforested. A set of permanent plots (transect design with 10 to 10 m plots) was established in 1988 in spruce forests of wet and cool valley bottoms in order to document vegetation development. Resampling shall take place every five years; up to now it was done in 1993 and 1998. On cleared areas an initial raspberry (Rubus idaeus) shrub community was followed by pioneer birch (Betula pubescens, B. pendula) woodland, a sequence well known from managed forest stands. In contrast to this, these two stages were restricted to root plates of fallen trees in uncleared windfalls; here shade-tolerant tree species of the terminal forest stages established rather quickly from saplings that had already been present in the preceeding forest stand. Soil surface disturbances are identified to be causal to the management pathway of forest development, wereas the untouched pathway is caused by relatively low disturbance levels. The simulation model FORSKA-M is used to analyse different options of further stand development with a simulation time period of one hundred years.
This project aims to characterize, map, analyze and date recently discovered loess-palaeosol sequences from NE Armenia. These sequences have proved to be especially rewarding because of their thickness (up to 45 m) and the presence of diagnostic tephra layers. The project seeks to derive a standard profile for NE Armenia and thus for the Lesser Caucasus. We will use luminescence technologies to date the loess sections, environmental magnetism to understand soil development, mineralogy to constrain provenance and weathering-potential, and terrestrial Mollusca and biomarkers to evaluate different vegetation formations.
Totholzstämme sind ein Habitat für viele spezialisierte Organismen. Sie stellen meistens eine energiereiche und zugleich nährstoffarme Ressource in Wäldern dar. Totholzstämme unterscheiden sich von Böden im Gehalt und in der Verfügbarkeit von Nährstoffen. Über die chemischen und biologischen Wechselwirkungen mit Böden ist jedoch wenig bekannt, weshalb unser Verständnis der Auswirkungen von Totholz auf die Funktion und Biodiversität in Waldböden limitiert ist. Pilzhyphen haben die Fähigkeit zwei Habitate zu überbrücken und dadurch Nährstoffe zwischen Totholz und Boden umzuverteilen. Nährstoffgradienten existieren in den Biodiversitäts-Exploratorien durch verschiedene Nährstoffgehalte in Totholzstämmen von 13 Baumarten, die im BeLongDead-Experiment ausgelegt wurden, und durch verschiedene Böden, die durch Forstmanagement beeinflusst sind. Ein Ziel des Projekts ist es, das Potenzial für Nährstofftranslokation durch verschiedene Bodenpilzgemeinschaften der Exploratorien in einem kontrollierten Laborexperiment zu ermitteln. Ein weiteres Ziel ist es, die langfristigen Effekte der sich seit ca. 9 Jahren zersetzenden Totholzstämme des BeLongDead-Experiments auf die unterliegenden Böden zu ergründen. Unsere übergeordnete Hypothese ist, dass nährstoffarme Böden eine andere Reaktion auf Nährstoffgradienten zu den Totholzstämmen zeigen als nährstoff-reiche Böden. Für nährstoffarme Böden hypothesieren wir positive Effekte mit zunehmenden Totholznährstoffen der verschiedenen Baumarten auf die (1) Nährstofftranslokation in Richtung Boden, (2) funktionelle Diversität von saprotrophen Pilzen, (3) Feinwurzeldichte, ektomykorrhizierten Kurzwurzeln und Ektomykorrhiza-Diversität, und (4) mikrobielle Biomasse und Aktivität. Für nährstoffreiche Böden erwarten wir entgegengesetzte Effekte (1 und 2), keinen Effekt (3) und einen ähnlichen Effekt (4). Zur Überprüfung der Hypothesen werden wir innovative und etablierte Methoden sowie Felduntersuchungen und Laborexperimente kombinieren. Die Nährstofftranslokation durch Hyphen wird basierend auf 15N- und 33P-Markierung erfasst und durch Sequenzierung der pilzlichen Metatranskriptome begleitet. Chemische und mikrobielle Bodenparameter sowie Wurzeleigenschaften werden mit der Struktur und Aktivität der pilzlichen Gemeinschaft, erfasst durch Next-Generation-Sequencing, in Beziehung gesetzt. Unsere sich ergänzenden Expertisen ermöglichen uns die Bedeutung der pilzlichen Diversität und der Bodeneigenschaften unter Totholzstämmen für Ökosystemprozesse zu bewerten. Durch die Zusammenarbeit innerhalb eines koordinierten und vollständig replizierten Experiments mit weiten Nährstoffgradienten erwarten wir belastbare Ergebnisse mit großer wissenschaftlicher Bedeutung und Nutzen für die Waldwirtschaft.
Das Zentrale Wissenschaftliche Serviceprojekt ist darauf ausgelegt, den wissenschaftlichen Projekten des Sonderforschungsbereichs durch die Bereitstellung von Basisdaten Hilfestellung zu leisten. So liefert das Projekt klimatologische Daten sowie Biodiversitäts-Daten arborikoler Arthropodengemeinschaften von allen Sonderforschungsbereichen Kern-Untersuchungsflächen. Zudem wird ein Barcoding-System für arborikole Arthropoden und für die häufigsten vaskulären Pflanzen im Untersuchungsgebiet entwickelt. Außerdem dient es als Anlaufstelle für Convention of Biodiversity (CBD) relevante Themen, z.B. in Bezug auf Umgang mit biologischen Proben und im Rahmen von Access-and-Benefit-Sharing Maßnahmen. Das Projekt trägt zudem wesentlich zur Auswahl, Etablierung und Pflege von Sonderforschungsbereichs Untersuchungsflächen bei.
Mit Hilfe von next generation Resequenzierung werden Genomregionen mit Einfluss auf die Trockentoleranz in Mais charakterisiert. Diese Regionen werden in einer Introgressionsbibliothek, die für Trockentoleranz spaltet, gezielt angesprochen. Mit Trockentoleranz assoziierte Gene werden umfassend charakterisiert und in einer Sammlung diverser Maislinien auf allelische Variation untersucht. Ein in silico Ansatz dient der Lokalisierung weiterer Gene für Trockentoleranz und der Erstellung einer virtuellen Genomkarte für die Trockenstressantwort im Mais.
Ein Vergleich der Artendiversität von antarktischen und arktischen Cyanobakterienmatten (Cyanomatten) durch unsere Arbeitsgruppe weist auf eine überraschend hohe Übereinstimmungsrate der Arten hin (Kleinteich et al. 2017). Da es höchst unwahrscheinlich ist, dass sich diese Arten unabhängig voneinander in beiden polaren Regionen entwickelten, wird vermutet, dass Vögel oder Aerosole den Transport von Cyanomatten von der Arktis in die Antarktis ermöglichen. Entsprechend untersucht dieses Projekt den Einfluss des Klimawandels auf die potentielle Etablierung von Temperatur-toleranteren, nicht-endemischen Cyanobakterien (Xeno-Cyano) und deren Parasiten (Xeno-Parasiten) in antarktischen Gebieten und welche Konsequenzen dies für das antarktische Cyanomatten-Ökosystem hat. Wir konnten durch frühere Experimente den Einfluss von erhöhter Temperatur auf die Artendiversität und Toxinproduktion in antarktischen Cyanomatten nachweisen (Kleinteich et al. 2012). Da antarktische Gebiete einem kontinuierlichen Verlust der Eisdecke ausgesetzt sind, liegt die Vermutung nahe, dass nicht-endemische Cyanobakterien bisher unbesiedelte Gebiete erschließen bzw. werden endemische Cyanobakterien aufgrund ihrer schlechteren Anpassung an nicht-endemische Parasiten aus bereits besiedelten Gebieten verdrängt. Entsprechend hat dieses Projekt vier Hauptziele: Fest zu stellen ob 1.) sich in historischen Cyanomatten (1902, Scott Expedition) und den letzten 30 Jahren (1990, 1999/2000, 2010, 2021/2022) aus Rothera, Byers Halbinsel und McMurdo diese Xeno-Cyano und -Parasiten nachweisen lassen; 2.) Cyanomatten aus Spitzbergen eine vergleichbare Speziesverteilung (Cyanobakterien, Viren und Pilze) aufweisen wie auf der antarktischen Halbinsel (vermuteter Haupteintragungsort arktischer Spezies über Aerosole oder Vögel); 3.) eine Temperaturerhöhung durch Plexiglasabdeckung in den Cyanomatten auf Rothera und Byers zu einer Veränderung der Cyanodiversität, Toxinproduktion und verstärkt Parasitierung durch Viren und Pilze führt; und 4.) die Infektion mit arktischen Cyanomatten und Temperaturerhöhung bei antarktischen Cyanomatten im Labor nachweislich zu Veränderungen der endemischen Cyanomattendiversität führt. Die Diversitätsanalyse der Cyanomatten erfolgt durch Illumina (16S, ITS, g20 Gene) und Shotgun Sequenzierung. Die Abundanz von Viren und Pilzen wird durch ddPCR bestimmt und der Nachweis der Cyanotoxine erfolgt durch PCR, ELISA und UPLC-MS/MS. Die erhobenen Daten dürften die Eroberung und hiermit profunde voranschreitende Veränderung des antarktischen Cyanomattensystems durch nicht-endemische Spezies nachweisen. Durch die SARS-Cov2 Pandemie konnte die Hypothese, dass Vögel die Vektoren von Cyanomatten-Material sind, nicht getestet werden. Dennoch werden wir Cyanomatten aus unmittelbarer Nähe zu Vogelnistplätzen in Spitzbergen untersuchen. GPS-tracking Daten sollten mögliche Zusammenhänge zwischen Vogelmigration und der Verbreitung nicht-endemischer Cyanos und ihrer Parasiten aufdecken.
Die Symbiose der arbuskulären Mykorrhiza zwischen Landpflanzen und Glomeromyceten steigert die Aufnahme von Mineralien durch die Pflanze und hat daher ein großes Potential einen Beitrag zur nachhaltigen Landwirtschaft zu leisten. Grundlegend für diese Symbiose sind hochverzweigte pilzliche Strukturen, die Arbuskeln, welche Nährstoffe in die Wirtszelle übertragen. Wir haben den GRAS Transkriptionsfaktor REDUCED ARBUSCULAR MYCORRHIZA1 (RAM1) als einen Regulator der arbuskulären Entwicklung identifiziert und möchten nun die Regulation und Funktion dieses wichtigen Regulators aufklären.
Südchina, insbes. die Provinz Guandong, ist eines der am dichtesten besiedelten Gebiete der Erde. Positive Konsequenz dieser Ballung ist eine äußerst dynamische Wirtschaftsentwicklung, aber gerade diese von subtropischem Monsunklima geprägte Region ist auch immer wieder Ausgangspunkt für sich schnell und zunehmend global ausbreitende epidemische Krankheiten wie zuletzt SARS. Mit der globalen Erwärmung einhergehende Klimaveränderungen könnten sich für diese Region insbesondere durch Veränderungen der Häufigkeit und Intensität tropischer Wirbelstürme, aber auch Änderungen der Niederschlagsmenge- und Intensität bemerkbar machen. Im Gegensatz zu den schon recht umfangreichen Datensätzen aus der Südchinesischen See (SCS) gibt es bisher jedoch nur sehr wenige terrestrische Paläoklimaarchive aus der Region, die Klimaveränderungen während des Holozäns, des Spätglazials oder Glazials hochauflösend dokumentieren. Wir haben deshalb einen an der nördlichen Küste der SCS gelegenen Maarsee ausgewählt, um über die Analyse von Proxydaten aus Seesedimenten solche Paläo-Klimavariationen zu untersuchen. Aus dem Sediment des Huguang-Maarsees wurden mittels Usinger-Präzisionsstechtechnik von einem Floss aus insgesamt 7 Sedimentsequenzen gewonnen, von denen die tiefste bis 57 m unter den Seeboden reicht. Die zeitliche Einstufung der Profile wurde mit Hilfe von 17 Radiokohlenstoff-Datierungen vorgenommen und ergab ein extrapoliertes Maximalalter von ca. 78.000 Jahren. Ein breites Spektrum aus sedimentologischen, geochemischen, paläo- und gesteinsmagnetischen sowie palynologischen Methoden kam sodann zum Einsatz, um die Paläo-Umweltbedingungen, die natürlich immer das entsprechende Klima widerspiegeln, während dieses Zeitraumes zu rekonstruieren. Überraschenderweise ergab sich ein von vielen bekannten Klimaprofilen der Nordhemisphäre (insbes. des Atlantikraumes, aber auch mariner Kerne aus dem Indik und Südostasien) abweichendes Muster. Im Gegensatz zu dem bekannten Grundmuster eines vergleichsweise stabilen Klimas während des Holozäns und stärkerer Schwankungen während des letzten Glazials weisen die Daten aus dem Huguang-Maarsee für das letzte Glazial im Zeitraum zwischen 15.000 und 40.000 Jahren auf relativ stabile Umweltbedingungen hin. Die älteren Bereiche zwischen 40.000 und ca. 78.000 Jahren haben durch Eintrag von umgelagertem Torf eine eher lokale Komponente und sind somit für den regionalen und globalen Vergleich ungeeignet. Das Holozän hingegen zeichnet sich durch hohe Schwankungsamplituden vieler Proxydaten (Karbonatgehalt, magnetische Suszeptibilität, organischer Kohlenstoff, Trockendichte, gesteinsmagnetische Parameter, Redox-Verhältnisse) aus, die auf ein recht variables Klima hinweisen. Besonders interessant ist die Übergangsphase vom Glazial zum Holozän, die bei etwa 15.000 Jahren vor heute in etwa zeitgleich mit dem beobachteten stärksten Meeresspiegelanstieg der Südchinesischen See einsetzt und eine abrupte Intensitätszunahme des Sommermonsuns anzeigt
Terrestrische Grünalgen sind typische und häufige Komponenten biologischer Bodenkrusten der Polarregionen. Biologische Bodenkrusten bilden wasserstabile Aggregate und üben ökologisch wichtige Funktionen hinsichtlich Primärproduktion, Stickstofffixierung, Nährstoffkreislauf, Wasserretention und Bodenstabilisierung aus. Obwohl kaum Daten über Grünalgen in der Arktis und Antarktis vorliegen, wird ihre funktionelle Bedeutung als Ökosystem-Entwickler nährstoffarmer Gebiete als sehr hoch eingeschätzt. Die Biodiversität der Algen und Cyanobakterien polarer Bodenkrusten ist in den letzten Jahren zum ersten Mal von uns mit klassischen und molekularen Methoden (Metatranskriptomik und Metabarcoding) untersucht worden. In dem neuen Projekt wollen wir nun den physiologischen Zustand von Bodenkrusten der Antarktis aus Metatranskriptomen ermitteln. Dazu wollen wir die Sequenzen der Metatranskriptome einzelnen Arten (Gattungen, Familien oder anderen systematischen Kategorien) zuordnen und funktionell qualitativ und quantitativ untersuchen. Neben Datenbankvergleichen (KOG, KEGG, GO) können die spezifischen Submetatranskriptome auch mit den unter unterschiedlichen Laborbedingungen (Flüssigkultur/Agarplatten Kultur, Trockenstress, Temperaturstress, Lichtstress) gewonnenen Transkriptomen von Klebsormidium und sowie den in diesem Projekt geplanten neuen Transkriptomen je zweier antarktischer Klebsormidium und Coccomyxa Arten verglichen werden. Diese Daten werden erstmals einen molekularen Einblick in die Physiologie arktischen Arten in-situ im natürlichen Habitat zum Zeitpunkt der Probennahme und die Identifizierung von Schlüsselgenen für das Überleben in der Antarktis ermöglichen.
Populations of P. fortinii from allover Europe are examined using microsatellites to construct gene genealogies and infer evolutionary history. The tree-root endophyte Phialocephala fortinii s.l. (mitosporic Ascomycota) is the dominant colonizer of conifer root systems in forests in the northern hemisphere. P. fortinii s.l. is genetically highly diverse and forms a complex of several cryptic species. Recombination occurs or has occurred within cryptic species and to some extent also among them (introgression). Cryptic species occur sympatrically and they can form large thalli, but it remains unclear whether the observed patterns of spatial distribution reflect local climax situations or are the results of recent gene and genotype flow. One of the key objectives will be to estimate population genetic parameters (eg. migration rates, genotype flow, recombination) within and among populations of cryptic species in forests where man-mediated genotype flow can be excluded. Other key objectives are the determination of the number, frequency, distribution and evolutionary history of the cryptic species in Europe and to identify the driving forces for speciation. The approach will be multidisciplinary and will include standard mycological and microbiological methods as well as molecular genetic techniques such as microsatellite fingerprinting and DNA sequencing. The evolutionary history of haplotypes at both the population and species level will be reconstructed and the results will be compared with known patterns of pleistocenic glaciations and postglacial recolonization of host trees. The project will be a significant contribution to the understanding of the population and evolutionary genetics of a versatile and ecologically extremely successful fungal genus and it will shed light on the effects of pleistocenic and postglacial climatic changes on fungal speciation.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 559 |
| Europa | 27 |
| Kommune | 1 |
| Land | 14 |
| Wissenschaft | 311 |
| Zivilgesellschaft | 4 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 559 |
| License | Count |
|---|---|
| offen | 559 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 418 |
| Englisch | 243 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 296 |
| Webseite | 263 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 376 |
| Lebewesen und Lebensräume | 548 |
| Luft | 268 |
| Mensch und Umwelt | 559 |
| Wasser | 294 |
| Weitere | 559 |