Subterrane Ökosysteme beherbergen eine breite Vielfalt spezialisierter und endemischer Organismen, die einen einzigartigen Bruchteil der globalen Vielfalt ausmachen. Darüber hinaus leisten sie entscheidende Beiträge der Natur für die Menschen – insbesondere die Bereitstellung von Trinkwasser für mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung. Diese unsichtbaren Ökosysteme werden jedoch bei den Biodiversitäts- und Klimaschutzzielen für die Zeit nach 2020 übersehen. Nur 6,9 % der bekannten subterranen Ökosysteme überschneiden sich mit dem ´Netzwerk von Schutzgebieten. Zwei Haupthindernisse sind für diesen Mangel an Schutz verantwortlich. Erstens bleiben subterrane Biodiversitätsmuster weitgehend unkartiert. Zweitens fehlt uns ein mechanistisches Verständnis der Reaktion subterraner Arten auf vom Menschen verursachte Störungen. Das DarCo-Projekt zielt darauf ab, subterrane Biodiversität in ganz Europa zu kartieren und einen expliziten Plan zur Einbeziehung subterraner Ökosysteme in die Biodiversitätsstrategie der Europäischen Union (EU) für 2030 zu entwickeln. Zu diesem Zweck haben wir ein multidisziplinäres Team führender Wissenschaftler in subterraner Biologie und Makroökologie zusammengestellt und Naturschutz aus einem breiten Spektrum europäischer Länder. Das Projekt gliedert sich in drei Arbeitspakete, die der direkten Forschung gewidmet sind (WP2-4), plus ein viertes (WP5), das darauf abzielt, die Verbreitung der Ergebnisse und das Engagement der Interessengruppen für die praktische Umsetzung des Naturschutzes zu maximieren. Zunächst werden wir durch die Zusammenstellung bestehender Datenbanken und die Nutzung eines kapillaren Netzwerks internationaler Mitarbeiter Verbreitungsdaten, Merkmale und Phylogenien für alle wichtigen subterranen Tiergruppen sammeln, einschließlich Krebstiere, Mollusken, Insekten und Wirbeltiere (WP2). Diese Daten werden dazu dienen, die Reaktionen von Arten auf menschliche Bedrohungen mithilfe der hierarchischen Modellierung von Artengemeinschaften (WP3) vorherzusagen. Die Vorhersagen der Modelle zur Veränderung der biologischen Vielfalt werden die Grundlage für eine erste dynamische Kartierung des subterranen Lebens in Europa bilden. Durch die Verschneidung von Karten von Diversitätsmustern, Bedrohungen und Schutzgebieten werden wir einen Plan zum Schutz der subterranen Biodiversität entwerfen, der das aktuelle EU-Netzwerk von Schutzgebieten (Natura 2000) ergänzt und gleichzeitig klimabedingte Veränderungen in subterranen Ökoregionen berücksichtigt (WP4). Schließlich versuchen wir durch gezielte Aktivitäten in WP5, das gesellschaftliche Bewusstsein für subterrane Ökosysteme zu schärfen und Interessengruppen einzuladen, die subterrane Biodiversität in multilaterale Vereinbarungen einzubeziehen. In Übereinstimmung mit dem europäischen Plan S werden wir alle Daten offen und wiederverwendbar machen, indem wir eine zentralisierte und offene Datenbank zum subterranen Leben entwickeln – die Subterranean Biodiversity Platform.
Barley (Hordeum vulgare) is an important cereal grain which serves as major animal fodder crop as well as basis for malt beverages or staple food. Currently barley is ranked fourth in terms of quantity of cereal crops produced worldwide. In times of a constantly growing world population in conjunction with an unforeseeable climate change and groundwater depletion, the accumulation of knowledge concerning cereal growth and rate of yield gain is important. The Nordic Genetic Resource Center holds a major collection of barley mutants produced by irradiation or chemical treatment. One phenotypic group of barley varieties are dwarf mutants (erectoides, brachytic, semidwarf, uzu). They are characterized by a compact spike and high rate of yield while the straw is short and stiff, enhancing the lodging resistance of the plant. Obviously they are of applied interest, but they are also of scientific interest as virtually nothing is known about the genes behind the development of plant dwarfism. The aim of this project is to identify and isolate the genes carrying the mutations by using state of the art techniques for gene cloning at the Carlsberg Laboratory. The identified genes will be connected with the mutant phenotype to reveal the gene function in general. One or two genes will be overexpressed and the resulting recombinant proteins will be biochemically and structurally characterized. The insights how the mutation effects the protein will display the protein function in particular. Identified genes and their mutant alleles will be tested in the barley breeding program of the Carlsberg brewery.
<p> <p>Vermeiden, Trennen, Verwerten, dies sind die wichtigsten Ratgeber, um die täglich anfallenden Abfallmengen in den privaten Haushalten zu verringern. Schon wenige Tipps helfen: Einkaufstasche statt Plastiktüte, Mehrweg statt Einweg, Lebensmitteleinkauf – besonders bei Obst, Gemüse und Fleisch – richtig einschätzen, Papierverbrauch einschränken sowie aufladbare Batterien verwenden.</p> </p><p>Vermeiden, Trennen, Verwerten, dies sind die wichtigsten Ratgeber, um die täglich anfallenden Abfallmengen in den privaten Haushalten zu verringern. Schon wenige Tipps helfen: Einkaufstasche statt Plastiktüte, Mehrweg statt Einweg, Lebensmitteleinkauf – besonders bei Obst, Gemüse und Fleisch – richtig einschätzen, Papierverbrauch einschränken sowie aufladbare Batterien verwenden.</p><p> Nur geringer Rückgang beim Hausmüll <p>Über den Zeitraum von 2004 bis 2021 stieg das Aufkommen an Haushaltsabfällen von 37,3 Millionen Tonnen (Mio. t) auf 40,3 Mio. t leicht an. In den Jahren 2022 und 2023 sank das Abfallaufkommen hingegen seit 2013 erstmals wieder auf 37 Mio. t. Nach Angaben der Abfallstatistik des Statistischen Bundesamtes waren es im Jahr 2023 36,7 Mio. t oder 433 Kilogramm (kg) pro Kopf (siehe Abb. „Haushaltsabfälle 2023, ohne Elektroaltgeräte“). Gleichzeitig stieg der Anteil an Haushaltsabfällen, die verwertet wurden. Wurden im Jahr 2004 etwa 57 % der Haushaltsabfälle verwertet, waren es 2023 bereits 98,3 %.</p> <p>Über die öffentliche Müllabfuhr werden Restabfälle wie nicht gefährlicher Hausmüll und nicht gefährliche hausmüllähnliche Gewerbeabfälle sowie Sperrmüll eingesammelt. Die Menge dieser Abfälle lag im Jahr 2023 bei rund 15,2 Mio. t oder 179 kg pro Kopf. Im Jahr 2004 waren es hingegen mit 17,0 Mio. t noch deutlich mehr. Damit ging die Menge an Haus- und Sperrmüll um ca. 1,8 Mio. t oder etwa 10 % zurück.</p> <p>Die übrigen, von Haus- und Sperrmüll getrennt eingesammelten Abfälle – das sind Abfälle aus der Biotonne, Garten- und Parkabfälle sowie Wertstoffe und andere getrennt gesammelte Fraktionen – machten im Jahr 2023 insgesamt ca. 21,3 Mio. t oder 252 kg pro Kopf aus, rund 1,3 Mio. t mehr als im Jahr 2004.</p> <strong> Haushaltsabfälle 2023, ohne Elektroaltgeräte </strong> Quelle: <p>Statistisches Bundesamt, Aufkommen an Haushaltsabfällen, Deutschland, Jahre, Abfallarten; GENESIS-Online Datenbank (30.09.2025)</p> Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_abb_haushaltsabfaelle_2025-10-13.pdf">Diagramm als PDF (248,12 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_abb_haushaltsabfaelle_2025-10-13.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (28,76 kB)</a></li> </ul> </p><p> Zu viel biologische Abfälle im Restmüll <p>Dies zeigt eine vom Umweltbundesamt beauftragte, repräsentative <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/81249">Analyse von Siedlungsrestabfällen</a> in Deutschland (veröffentlicht im Jahr 2020). Demnach landet viel zu viel Bioabfall in der Restmülltonne; im Schnitt 39,3 %. Diese Abfälle könnten bei sauberer Trennung vollständig recycelt werden. Der Abfall, der tatsächlich in die Restmülltonne gehört, hat laut Studie insgesamt einen Anteil von 32,6 %.</p> <p>Des Weiteren landen noch immer zu viele Wertstoffe, wie zum Beispiel Altpapier, Altglas, Kunststoffe, Alttextilien, Holz und Elektroaltgeräte im Restmüll. Diese sogenannten trockenen Wertstoffe haben einen Anteil von 27,6 % im Restmüll. Problemabfälle kommen zu einem geringen Anteil von 0,5 % vor.</p> <p>In der Studie konnte belegt werden, dass die Wohnsituation einen großen Einfluss auf die Menge und die Zusammensetzung des Restmülls hat. In städtisch geprägten Gebieten mit vielen Mehrfamilienhäusern und gemeinsam genutzten Mülltonnen ist die Restmüllmenge insgesamt höher und es verbleiben mehr Wertstoffe in der Restmülltonne als In ländlichen Gebieten und Vororten.</p> </p><p> Lebensmittelverschwendung und -abfälle stoppen <p>Das Thema „Lebensmittelverschwendung und -abfälle“ ist ins Blickfeld der Öffentlichkeit geraten. Zurzeit liegen dazu mehrere Studien vor. Es besteht jedoch weiterer Forschungsbedarf, um belastbare Daten zu ermitteln, die aufgrund gleicher Methoden und Definitionen erhoben werden.</p> <p>Die Welternährungsorganisation (FAO) legte 2011 in einer <a href="http://www.fao.org/docrep/014/mb060e/mb060e00.htm">Studie</a> dar, dass weltweit rund ein Drittel aller für den menschlichen Konsum produzierten Nahrungsmittel verloren oder weggeworfen werden. Das entspricht 1,3 Milliarden Tonnen (Mrd. t) pro Jahr. Die Verschwendung dieser großen Lebensmittelmengen ist sowohl aus ethischen als auch ökologischen Gründen nicht zu verantworten. In vielen armen Ländern der Erde ist die Versorgung mit Nahrungsmitteln unter anderem schwierig, weil Ackerflächen für den Lebensmittelexport und damit für unsere Ernährungsgewohnheiten belegt werden. Die enormen Mengen an jährlich vernichteten Nahrungsmitteln durch Verluste und Verschwendung sind letztendlich ein starker Treiber von zunehmender Ressourcenverknappung und Umweltbelastungen, daher müssen sie dringend eingedämmt werden.</p> <p>Im Jahr 2023 wurden entlang der Lebensmittelversorgungskette insgesamt knapp <a href="https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php?title=Food_waste_and_food_waste_prevention_-_estimates#Amounts_of_food_waste_at_EU_level">elf Millionen</a> Tonnen Lebensmittelabfälle weggeworfen. Das geht aus einem Bericht hervor, den das Umweltbundesamt in 2025 an die EU-Kommission gesendet hat. Der überwiegende Anteil an weggeworfenen Lebensmitteln sowie Schalen, Blätter, Knochen oder Kaffeesatz entstand in privaten Haushalten (rund 58 %). Weitere 16 % Lebensmittelabfälle fielen in Restaurants, der Gemeinschaftsverpflegung oder dem Catering an, gefolgt von etwa 17 % in der Verarbeitung von Lebensmitteln, rund 7 % im Handel und ungefähr 2 % in der Landwirtschaft. </p> <p><a href="https://www.bmleh.de/DE/themen/ernaehrung/lebensmittelverschwendung/strategie-lebensmittelverschwendung.html">Die Nationale Strategie zur Reduzierung der Lebensmittelverschwendung</a> verfolgt das Ziel bis 2030 die Lebensmittelabfälle in allen Sektoren zu verringern. Die Bundesregierung will gemeinsam mit allen Beteiligten die Lebensmittelverschwendung verbindlich und branchenspezifisch reduzieren. Dazu werden zurzeit konkrete, ambitionierte Maßnahmen entwickelt und konsequent umgesetzt.</p> <p>Mit den jährlichen Berichten kommt Deutschland der in der EU-Abfallrahmenrichtlinie verankerten Pflicht nach, die Lebensmittelabfälle kontinuierlich zu erfassen. Mindestens alle vier Jahre müssen die EU-Mitgliedstaaten eine gründliche Messung der Lebensmittelabfälle vornehmen. Die zur Datenerhebung entwickelte Methodik beruht auf Vorgaben der EU-Kommission. Ausgangspunkt ist die Abfallstatistik. Darauf aufbauend wird mit Hilfe von Sortieranalysen und Befragungen der Abfallwirtschaft ermittelt, wie hoch der Anteil der Lebensmittelabfälle an den in der Statistik erfassten Gesamtabfällen ist. Dabei sind nicht alle der erfassten Lebensmittelabfälle vermeidbar, denn zu ihnen zählen zum Beispiel auch Knochen und Schalen. Ein Vergleich der erhobenen Daten mit der bislang besten Datenlage über Lebensmittelabfälle – der vom Thünen-Institut erstellten Baseline 2015 – ist aufgrund eines wesentlichen Methodenwechsel also nicht möglich.</p> </p><p> Was bedeuten Lebensmittelabfälle für die Umwelt? <p>Zum einen belasten Lebensmittel das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a> durch <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/treibhausgas">Treibhausgas</a>-Emissionen. Lebensmittelverluste und -abfälle verursachen 8-10 % der weltweiten Treibhausgas-Emissionen - fast das Fünffache der Gesamtemissionen des Luftfahrtsektors. Dies geschieht, während 783 Millionen Menschen hungern und ein Drittel der Menschheit von <a href="https://www.unep.org/resources/publication/food-waste-index-report-2024">Ernährungsunsicherheit</a> betroffen ist.</p> <p>Auch wird für die Erzeugung von Lebensmitteln sehr viel Wasser verbraucht und Fläche in Anspruch genommen. Analysen zeigen, dass Produkte tierischen Ursprungs für die betrachteten Wirkungskategorien höhere potenzielle Umweltwirkungen verursachen als pflanzliche Produkte. Für die Erzeugung tierischer Lebensmittel wird pro Kilogramm Produkt acht Mal mehr Land benötigt, als zur Erzeugung von pflanzlichen Produkten. Auch hinsichtlich der Treibhausgas-Emissionen – sie sind vier Mal so hoch – sind die Unterschiede deutlich.</p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>
Der Kreislauf von Energie, Wasser und Kohlenstoff durch Boden, Vegetation und Atmosphäre beeinflusst die Verteilung und Qualität des Lebens auf der Erde. Mit dem rasanten Wachstum der Weltbevölkerung und ihrer Bedürfnisse wird die nachhaltige und effiziente Bewirtschaftung und Verteilung unserer natürlichen Ressourcen wichtiger denn je. Der Sonderforschungsbereich Transregio 32 fokussiert auf ein besseres Verständnis der Prozesse und Interdependenzen innerhalb und zwischen Boden, Vegetation und Atmosphäre. Dies ist unabdingbar für verlässlichere Wetter- und Klima-Modelle und genauere Vorhersagen für den Wasser- und CO2-Transport und ermöglicht dadurch eine bessere Bewirtschaftung der natürlichen Ressourcen. Räumliche und zeitliche Muster im Boden-Vegetation-Atmosphäre Kontinuum spielen hierbei eine zentrale Rolle. So beeinflusst zum Beispiel die landwirtschaftliche Nutzung - Weizen unmittelbar neben Rüben oder Kartoffeln neben Mais - den Austausch von Wasser, CO2 und Wärme zwischen Boden und Atmosphäre. Alle Prozesse sind untrennbar miteinander verflochten, wodurch komplexe Rückkopplungen und Reaktionen des Systems auf den verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalen entstehen.Das Ziel des TR32 ist es, die Herkunft von und die Wechselbeziehungen zwischen den räumlichen und zeitlichen Mustern der einzelnen Komponenten innerhalb des Boden-Vegetation-Atmosphäre-Systems mit Hilfe innovativer Monitoring- und Modellierungsansätze besser zu verstehen. Räumliche und zeitliche Strukturen von physikalischen Parametern (z. B. bodenhydraulische Leitfähigkeit), Zustandsgrößen (wie Bodenfeuchtigkeit oder Lufttemperatur) und Prozessen (z. B. Flüsse von CO2, Wasser und Wärme) können auf allen Skalen beobachtet werden. Die Erkennung dieser Muster und das Verstehen der vorhandenen Wechselwirkungen sind erforderlich, um die unterschiedlichen räumlichen und zeitlichen Skalen in numerischen Modellen darzustellen.
In diesem Forschungsprojekt sollen zwei gegenläufige Aspekte der zukünftigen Entwicklungen auf den Energiemärkten untersucht werden: Energieknappheit momentan (Energiearmut charakteristisch für den Großteil der Weltbevölkerung) und vor allem in der Zukunft durch das einerseits rasante Bedarfswachstum (vor allem in China, Indien und anderen Schwellenländern) und andererseits der begrenzten Ressourcen an fossiler Energie. Globale Erwärmung und andere externe Effekte durch die Verwendung fossiler Energieträger. Daher sind aus umweltpolitischer Sicht eigentlich zu viele fossile Energieträger vorhanden. So unterschiedlich die beiden Probleme scheinen, deren Lösung ist durch einen gemeinsamen Nenner charakterisiert: ein relativ schneller Übergang zu alternativer und erneuerbarer Energie. In dieser Studie soll dieser Übergang aus unterschiedlichen Gesichtspunkten und auch mit interdisziplinären Ansätzen analysiert werden. Eine Fragestellung ist die; ob Preis- oder Mengeninstrumente (wie Zertifikate) geeigneter sind CO2-Emissionen zu reduzieren. Ein anderer Aspekt ist der der Gestaltung von Anreizen für die Bereitstellung von erneuerbarer Energie. Dabei sollen auch auf mögliche Skalenerträge berücksichtigt werden, wie sie auch im Vorschlag Desertic (Solarstrom aus der Sahara) implizit zum Ausdruck kommen. Dieses exemplarische Projekt unterstreicht auch noch andere wichtige Aspekte wie die einer geopolitischen Dimension und das Problem, dass sich Regierungen nicht binden können, die versprochenen Anreize zu streichen. Weitere Vorhaben sind die Analyse der Konkurrenz von Biotreibstoffen mit Lebensmitteln um landwirtschaftlich nutzbare Flächen und die strategische Wahl der russischen Erdölförderung (Angebotsdynamik, der russische 'Oil Peak, Konkurrenz mit Erdgas, Energieeffizienz und damit verbunden das Problem lokal niedriger Preise und der Übergang zu erneuerbarer Energie). Zur Analyse wird eine breite Palette von Methoden wie Gleichgewichtsmodelle, dynamische Optimierung und Spiele (deterministisch und stochastisch), Anreizmechanismen, Ansätze der Neuen Politischen Ökonomie, etc. zur Anwendung kommen.
Die ökosystemaren Dienstleistungen borealer Wälder sind von zentraler Bedeutung für das Wohlergehen der Menschheit und unterscheiden sich stark zwischen immergrünen und summergrünen Nadelwäldern. In dem vorgeschlagenen Projekt soll die höchst-relevante Frage beantwortet werden 'Warum Nordasien im Holozän von Lärchenwäldern dominiert wird wohingegen es in früheren Interglazialen trotz scheinbar gleicher klimatischer Bedingungen von immergrünen Nadelwäldern bedeckt war?. Wir vermuten, dass sommergrüne und immergrüne Nadelwälder alternative stabile Zustände von borealen Wäldern darstellen die unter gleichen Klimabedingungen vorkommen, jedoch durch unterschiedliche Umweltbedigungen während des vorangegangenen Glazials geprägt werden u.a. durch die unterschiedliche Zusammensetzung der glazialen Refugien.Diese Hypothese wollen wir mit Hilfe einer Multi-Proxy-Analyse von Sedimenten des El'gygytgyn-Sees (Chukotka, NO Asien) untersuchen, die im Rahmen des ICDP Programms gewonnen wurden.Die Untersuchungen im Work Package 1 (AG M. Melles) zielen auf die Rekonstruktion der regionalen Vegetationsveränderungen innerhalb der letzten 2 Millionen Jahre anhand der Analyse von ca. 500 Pollenspektren und deren Integration in den vorhanden Pollendatensatz.Die Untersuchung der sedimentären fossilen DNA im Rahmen von Work Package 2 (AG U. Herzschuh) soll die Interpretierbarkeit von der Pollendaten ermöglichen. Insbesondere soll die regionale Natur der Pollensignals verifiziert werden. Außerdem soll anhand von artspezifischen DNA-Markern überprüft werden, ob es sich bei denen im Pollensignal ermittelten holzigen Gattungen um baum- oder buschförmige Arten handelt.Die Rekonstruktion der regionalen Klimaänderungen anhand von Untersuchungen des stabilen Sauerstoffsignals von Diatomeenschalen ausgewählter Glazial-Interglazial-Zyklen steht im Zentrum von Work Package 3 (AG H. Meyer). Die erzielten Ergebnisse sollen genutzt werden um zu überprüfen, welche der global verfügbare hoch-auflösende Paläoklimasequenzen das regionale Klima in Nord-Asien auf Glazial-Interglazial-Zeitskala verlässlich abbilden.Alle erzielten Ergebnisse sollen dann in Work Package 4 durch alle Projekt-Beteiligte zusammengeführt und re-analysiert werden um die postulierte Hypothese zu untersuchen.
Der Klimawandel ist eine der größten Herausforderungen für die Menschheit. Viele Ökosysteme und auch die Landwirtschaft sind stark davon betroffen. Ungünstige Klimabedingungen, wie Trockenheit, beeinträchtigen die Leistung von Pflanzen, verringern Erträge von Nutzpflanzen, stören Pflanze-Bestäuber Interaktionen und bedrohen somit bereitstellende und regulierende Ökosystemdienstleistungen, wie die Bereitstellung von Nahrungsmitteln und Bestäubung. Um stabile Erträge in der Zukunft zu sichern, ist es von größter Bedeutung, nachhaltige Bewirtschaftungsmethoden zu entwickeln und einzuführen, welche die Biodiversität in der Agrarlandschaft schützen, Einträge reduzieren und Auswirkungen von Trockenstress auf Nutzpflanzen reduzieren. Diversifizierungsmaßnahmen, wie beispielsweise der Mischanbau haben sich als eine vielversprechende Option erwiesen. Jedoch ist nicht bekannt, wie sich Trockenstress und Mischanbau in Wechselwirkung auf Blütenmerkmale von Nutzpflanzen auswirken, sowie auf das damit verknüpfte Verhalten von Bestäubern und die daraus resultierenden Erträge. Das Hauptziel dieses Projektes besteht darin, zu untersuchen, wie sich das Zusammenspiel der Umwelteinflüsse Trockenheit und Insektenbestäubung auf Nutzpflanzenerträge auswirkt und ob der Mischanbau negative Einflüsse von Trockenstress auf Pflanzenmerkmale und daraus resultierende Effekte auf Bestäuber und Bestäubungsleistungen abmildern kann. Auf einem Versuchsfeld sollen Bestäuberausschluss-Käfige und Regendächer über Ackerbohnen (Vicia faba L.) Reinbestände und Winterackerbohnen-Winterweizen Mischbestände aufgebaut werden. Die Wechselwirkungen zwischen Trockenstress und Insektenbestäubung auf Blüten- und Ertragsmerkmale der Ackerbohne sollen untersucht werden sowie das Potential des Mischanbaus als Maßnahme zur Abschwächung von Trockenstressschäden bewertet werden. Außerdem werden Landschaften in unterschiedlichen klimatischen Regionen in Deutschland entlang eines Landschaftsheterogenitäts-Gradienten ausgewählt. Es soll bewertet werden, wie die Pflanzenleistung von den wechselseitigen Einflüssen des Mischanbaus, des Klimas, der Zusammensetzung verschiedener Bestäubergemeinschaften hinsichtlich ihrer funktionellen Merkmale, sowie Bestäuberdichten beeinflusst wird. Schließlich soll in einem kontrollierten Topfexperiment die Rolle des essenziellen aber oft übersehenen Nährstoffs Magnesium für die Ertragsleistung von Ackerbohnen unter Trockenheit untersucht werden, sowie die Wechselbeziehungen mit Insektenbestäubung. Basierend auf den Projektergebnissen, kann ein besseres Verständnis von direkten und indirekten Effekten von Klimawandel und biotischen Interaktionen in unterschiedlichen Anbausystemen gewonnen werden. Die Ergebnisse können einen Beitrag zur Entwicklung von Bewirtschaftungsstrategien leisten, die Biodiversität fördern und die Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Klimawandel stärken und somit die Ernährungssicherheit in der Zukunft gewährleisten.
Die Menschheit steht vor der enormen Herausforderung, die landwirtschaftliche Produktivität für eine schnell wachsende Bevölkerung zu steigern und gleichzeitig den ökologischen Fußabdruck auf unsere Ökosysteme zu verringern. Der Einsatz organischer Düngemittel zur Steigerung der Pflanzenproduktivität führt jedoch dazu, dass aufgrund des massiven Verbrauchs in der Viehzucht große Mengen an Antibiotika in landwirtschaftliche Böden gelangen. Trotz intensiver Forschung über den biologischen Abbau und die Auswirkungen von Antibiotika auf bakterielle Gemeinschaften in Boden-Pflanze-Systemen gibt es noch immer spezifische Wissenslücken, die geschlossen werden müssen, um die ökologischen Risiken von Antibiotika besser einschätzen zu können. ANTIRESIST verfolgt zwei Ziele: Erstens, verallgemeinerbare Ergebnisse aus bestehenden, weltweit verteilten Studien zu erhalten, und zweitens, die bisherigen Herausforderungen im Forschungsfeld durch sensitive und hochauflösende Messungen auf Einzelzellebene zu überwinden. Um diese Ziele zu erreichen, schlage ich vor: 1) Meta-Analysen durchzuführen, die eine quantitative Synthese des vorhandenen Wissens liefern und die Identifizierung von Faktoren ermöglichen, die die Auswirkungen von Antibiotika auf die bakterielle Vielfalt und die Prävalenz von Antibiotikaresistenzen in Boden-Pflanzen-Systemen modulieren; 2) ein auf der Stoffwechselaktivität einzelner Zellen basierenden Ansatz mit phylogenetischer Identifizierung zu kombinieren, um die Biotransformation eines Modellantibiotikums und dessen Auswirkungen auf die Aktivität von Boden- und Pflanzenmikrobiomen besser aufgelöst betrachten zu können; und 3) ein kontrolliertes Gewächshausexperiment durchzuführen, um die bisher völlig unbekannten Auswirkungen des Antibiotikums auf die vom Pflanzenmikrobiom vermittelte Immunität gegen einen parasitären Fadenwurm zu untersuchen sowie bakterielle Schlüsselakteure zu identifizieren. Durch die Wiederverwendung vorhandenen Wissens, die Berücksichtigung von Heterogenitäten in der Verteilung und Aktivität der Bakteriengemeinschaften und die Untersuchung von Kaskadeneffekten auf die Pflanzengesundheit schafft ANTIRESIST die Grundlage für die Entwicklung neuer Hypothesen und kann zur Risikobewertung von Antibiotikarückständen in Agrarökosystemen beitragen.
Die Intensivierung der Landwirtschaft und insbesondere der Einsatz von Düngemitteln ist der Schlüssel zur Ernährungssicherung einer wachsenden Weltbevölkerung. Der im Dünger enthaltene Stickstoff geht jedoch nicht nur in die pflanzliche Biomasse ein und wird schließlich geerntet, sondern wird auch als reaktiver Stickstoff (Nr) über verschiedene gasförmige und hydrologische Pfade in die Umwelt abgegeben. Dies führt zu gravierenden Umweltproblemen wie Eutrophierung, Treibhausgasemissionen oder Grundwasserverschmutzung. Wir gehen davon aus, dass wissenschaftlich fundierte Stickstoffminderungsstrategien es ermöglichen, die N2O- und NH3-Emissionen zu reduzieren und die NO3-Einträge in die Gewässer zu verringern, während die Erträge erhalten bleiben. Ziel des MINCA-Projekts ist daher die Etablierung eines gekoppelten, prozessbasierten hydro-biogeochemischen Modells zur Identifizierung von Feldbewirtschaftungsstrategien zu nutzen, die es ermöglichen, den Nr-Überschuss zu reduzieren und damit die N-Belastung in landwirtschaftlich dominierten Landschaften zu mindern. Unser besonderes Interesse gilt den Nr-Umwandlungsmechanismen an den Schnittstellen von Feldern, Grundwasser, Uferzone und Bächen. Um das derzeit begrenzte Verständnisses der zeitlichen und räumlichen hydro-biogeochemischen Flüsse bei der Nr-Transformation in der Landschaft zu überwinden, werden wir innovative Feldexperimente mit einem prozessbasierten Modellierungsansatz kombinieren. Der N-Zyklus in hydro-biogeochemischen Modellen ist jedoch komplex und die Validierung der zugrunde liegenden Prozesse datenintensiv. Die Messungen werden daher auf vier verschiedenen landwirtschaftlichen-, einem Grünland- und einem Waldgebiet durchgeführt. MINCA besteht aus vier eng miteinander verbundenen Arbeitspaketen (WP). In WP1 werden bereits laufende Messung der Wasser- und Stickstoffflüsse im Vollnkirchener Bach Studiengebiet beschrieben. Die bereits relativ umfangreichen kontinuierlichen Messungen, z.B. N2O-Emissionen, Bodenfeuchte, Abfluss und Gewässerqualität, sollen durch weitere Messungen wie NO3-Auswaschung und -Konzentrationen, saisonale Blattflächenindices, Erträge, Biomasse und deren C- und N-Gehalt ergänzt werden. Zusätzlich werden 15N2O und 15NO3 Isotopomer in Feldkampagnen gemessen. Komplexe Messungen für Modellversuche in WP1, modellbasierte hochskalierungs-Methoden im Rahmen von WP2 und Parameterreduktion, Unsicherheitsanalyse und Prozessplausibilitätsprüfung von WP3 erlauben es uns zu erkennen, wann und wo N-Belastung in der Landschaft auftreten. Dieses vertiefte Wissen wird die Grundlage für die Entwicklung von wissenschaftlich fundierten Mitigationsszenarien im WP4 bilden. Das gekoppelte Modell wird im Echtzeit-Modus ausgeführt, um die vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft erstrebten Zielwerte von reduziertem Nr-Überschuss zu erreichen. Maßgeschneiderte in-situ-Experimente zu N2O-Emissionen und NO3-Auswaschung werden die Wirksamkeit des Minderungspotenzials aufzeigen.
Die Sicherung der Nahrungsmittelreserven für eine wachsende Weltbevölkerung bedarf der Beiträge verschiedener Disziplinen wie der Pflanzenbiologie, der Pflanzenbiotechnologie, der landwirtschaftlichen Industrien und der Landwirtschaft. Ohne ein präzises Wissen über die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen wird es schwierig sein, Fortschritte in der Pflanzenzüchtung und -produktion zu erhalten und der Transfer von Erkenntnissen von Modellpflanzen auf Nutzpflanzen, oder von einer Nutzpflanze auf eine andere Nutzpflanze, wird sich schwierig gestalten. Der Sonderforschungsbereich vereinigt Experten aus verschiedenen Bereichen der Pflanzenbiologie wie der Reproduktionsbiologie, der Hormonbiologie, der Stressphysiologie, der Phytopathologie und der Pflanzenzüchtung, die mit Hilfe von Hochdurchsatzmethoden und mit Unterstützung aus den Gebieten der Bioinformatik und Proteomik molekulare Mechanismen aufdecken, die zur Ertragsbildung und zur Ertragsstabilität bei Pflanzen beitragen. Die Forschung der beteiligten Gruppen fokussiert sich auf die Mechanismen, die den Befruchtungserfolg und sowohl quantitative als auch qualitative Aspekte der Samenbildung regulieren (Ertragsregulation). Der zweite Projektbereich konzentriert sich auf die molekularen Mechanismen, welche die Interaktionen der Pflanzen mit ihrer abiotischen und biotischen Umwelt kontrollieren (Ertragssicherung).Übertragbarkeit ist ein Leitprinzip der Forschung innerhalb des Sonderforschungsbereichs und dies umfasst,(1) dass das Wissen über einen spezifischen molekularen Prozess von einer Spezies auf eine andere Spezies übertragen werden kann, (2) dass dieselben molekularen Mechanismen unterschiedliche biologische Prozesse steuern (3) oder dass verwandte Signaltransduktionskomponenten ähnliche Mechanismen zur Steuerung unterschiedlicher Prozesse nutzen. Zu einem sehr großen Maß wurde der hier beantragte SFB nur durch die kürzlich gemachten Fortschritte in der Genomsequenzierung und der Etablierung von postgenomischen Methoden für eine Reihe von Pflanzenspezies möglich. Diese Fortschritte, zusammen mit der Verfügbarkeit von Next Generation Sequencing Methoden, erlaubt es nun zum ersten Mal spezifische biologische Fragen in verschiedenen Pflanzenspezies mit der notwendigen Tiefe zu adressieren. Ein wichtiges Ziel dieses SFBs ist es, die Nutzung und Integration dieser Werkzeuge und Methoden zu einer Routineanwendung in den beteiligten Arbeitsgruppen zu machen und dadurch die nächste Generation von Pflanzenbiologen in der Nutzung postgenomischer Methoden für die Pflanzenwissenschaften zu schulen.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 360 |
| Europa | 2 |
| Global | 1 |
| Kommune | 1 |
| Land | 38 |
| Weitere | 29 |
| Wissenschaft | 95 |
| Zivilgesellschaft | 13 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 3 |
| Ereignis | 25 |
| Förderprogramm | 256 |
| Gesetzestext | 1 |
| Lehrmaterial | 2 |
| Mitmachportal | 1 |
| Taxon | 6 |
| Text | 115 |
| unbekannt | 15 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 131 |
| Offen | 286 |
| Unbekannt | 5 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 375 |
| Englisch | 121 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 4 |
| Bild | 27 |
| Datei | 28 |
| Dokument | 68 |
| Keine | 203 |
| Unbekannt | 1 |
| Webseite | 171 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 332 |
| Lebewesen und Lebensräume | 398 |
| Luft | 299 |
| Mensch und Umwelt | 422 |
| Wasser | 271 |
| Weitere | 400 |