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Kurzfristige Variabilität von Klima und Ozeanographie des subtropischen Nordwest-Atlantik

Mit detaillierten paläo-ozeanographischen Zeitserien soll das Wechselspiel zwischen nord- und südatlantischen Wassermassen und die Veränderlichkeit des transäquatorialen Wärmestromes rekonstruiert werden. Über Passagen in den Kleinen Antillen fließt warmes Oberflächenwasser aus dem Nordatlantik durch das Tobago Becken in die Karibik. Dieses Wasser fließt weiter in den Golf von Mexiko, dem Ursprungsgebiet des warmen Golfstromes. Das hier beantragte Vorhaben konzentriert sich auf die mikropaläontologische Auswertung von Sedimentmaterial, das im Rahmen der fünften Expedition des internationalen IMAGES Projektes im Juni 1999 im Tobago Becken gewonnen wurde. Feinskalige Paläo-Oberflächentemperaturprofile sollen für die letzten 150.000 bis 200.000 Jahre mit Hilfe der statistischen Bearbeitung der Vergesellschaftung planktonischer Foraminiferen entlang eines 38 m langen Sedimentkernes erstellt werden. Damit sollen kurzfristige Variabilitäten im Warmwasserpool des subtropischen Nordatlantik nachgezeichnet und versucht werden, zeitliche und mechanistische Querbezüge zu den raschen Klimawechsel im nördlichen Nordatlantik abzuleiten.

Untersuchung neuer, polarer Lipidsingale in Plankton Interaktionen

Etwa die Hälfte der weltweiten Primärproduktion erfolgt durch Phytoplankton und dessen Jäger-Beute-Interaktionen mit Zooplankton bilden die Grundlage der gesamten ozeanischen Nahrungskette. Die chemischen Signale, die diese Interaktionen vermitteln, sind bisher größtenteils unbekannt. Vor kurzem konnte die Arbeitsgruppe von Erik Selander erstmals eine Gruppe solcher chemischer Signale identifizieren, die Copepodamide. Copepodamide spielen eine entscheidende Rolle in der Interaktion von Ruderfußkebsen (Copepoda) als marine, zooplanktonische Räuber mit verschiedenen Phytoplanktonspezies, wie der Gattung Alexandrium, welche an der Entstehung der schädlichen Algenblüte beteiligt ist. Die vollständige Funktion von Copepodamiden und deren Wahrnehmung durch Phytoplankton ist jedoch noch weitestgehend unbekannt. Das geplante Forschungsprojekt konzentriert sich auf zwei Hauptziele. Das erste Ziel ist die Identifizierung weiterer, neuer Copepodamide und die Untersuchung spezifischer Copepodamidmuster in verschieden Copepodspezies. Für diesen Zweck ist die Anwendung eines breiten Spektrums chemischer Separations- und Detektionstechniken geplant. Das gastgebende Institut besitzt dazu eine einmalige Kombination aus Ausrüstung, Ausstattung und Wissen um dieses Projekt zu unterstützen und ermöglicht ein tiefgreifendes Training in chemischer Ökologie und NMR-Techniken. Das zweite Ziel ist die Identifikation von Copepodamid-Rezeptorproteinen in den Phytoplanktonspezies Alexandrium tamarense und Skeletonema marioni. Dazu soll zum einen in Kooperation mit der Arbeitsgruppe von Julia Kubanek (Georgia Tech, Atlanta, USA) eine Kombination aus zell-basierten Assays und Elektrophysiologie angewendet werden. Um diese Methoden zu erlernen, ist ein Besuch der Arbeitsgruppe von Julia Kubanek vorgesehen. Des Weiteren sollen Phagen-Display und Protein-Affinitäts-Chromatografie angewendet werden, um die Copepodamid-Rezeptorproteine sowie deren genomische Sequenz zu identifizieren.Die Jäger-Beute-Interaktionen zwischen Zooplankton und Phytoplankton sind von entscheidender Bedeutung für das ökologische Gleichgewicht der Ozeane. Vornehmlich werden diese Interaktionen durch chemische Signale reguliert. Die Identifizierung dieser Signale sowie der entsprechenden Rezeptoren liefert einen entscheidenden Beitrag zum Verständnis planktonischer Interaktionen. Zudem hat das geplante Forschungsprojekt das Potential als ein Meilenstein bei der Entschlüsselung der einflussreichen, bisher jedoch unbekannter, chemischer Sprache der Ozeane zu dienen.

Seenforschung: Arbeitsrichtung 'Energie- und Stofffluesse'

Ausnuetzung des Phosphors; Phosphor-Fluesse: Die Biomassensynthese wird in Seen nicht nur durch das Gesamtangebot an Phosphor gesteuert, sondern auch durch intrabiozoenotische Vorgaenge und intrazellulaere Speicherung beeinflusst (kleiner P-Kreislauf). Der Kreislauf ist lange bekannt, doch wurde bisher seiner physiolog. Problematik zu wenig Beachtung geschenkt. Messung und Interpretation der Primaerproduktion auf moderner Grundlage: Die Primaerprod. ist eine Basisstufe der Erzeugung organischer Stoffe. Hier geht es um den Einsatz eines Modells zur Berechnung des Langzeit-Produktionsintegrals zusammen mit Langzeit-Lichtregistrierungen und punktuellen Photosynthese- und Biomassenbestimmungen. Analyse des Zooplanktoneinflusses (Grazin, Predation) auf das Gesamtsystem: Pelagische Biozoenosen (Algenhochprod., Abweiden, Wegfrass der Herbivoren etc.), die nur durch Verschwinden des jeweiligen Opfers begrenzt werden (grosse Fluktuationen). Messungen der Vorgaenge sollen Modellansaetze fuer den Jahresverlauf ermoeglichen.

Untersuchungen des Methan Paradoxons in Seen

Methan ist ein höchst potentes Treibhausgas, dennoch ist das globale Methanbudget durch die vielen unbekannten CH4-Quellen und -senken sehr unsicher. Die Höhe der CH4-Anreicherung in der Wassersäule hängt von komplexen Interaktionen zwischen methanogenen Archaeen und methanotrophen Bakterien ab. Das bekannte Methan Paradoxon, das die CH4-Übersättigung im oxischen Oberflächenwasserkörper von Seen und Meeren darstellt, weckt Zweifel, dass die mikrobielle CH4-Bildung nur im anoxischen Milieu stattfindet. Im oligotrophen Stechlinsee haben wir eine wiederkehrende Methanübersättigung im Epilimnion gefunden. Unsere Studien zeigen, dass das CH4 aktiv in der oxischen Wassersäule produziert wird. Die Produktion scheint dabei an die autotrophe Produktion von Grünalgen und Cyanobakterien gekoppelt zu sein. Zur gleichen Zeit sind keine methanotrophen Bakterien im Epilimnion vorhanden, so dass das CH4 nicht oxidiert wird. Unsere Haupthypothese ist, dass pelagische Methanogene hydrogenotroph sind, wobei sie den Wasserstoff aus der Photosynthese und/oder Nitrogenaseaktivität nutzen. Unsere Untersuchungshypothesen sind:1) Die CH4-Produktion ist mit der Photosynthese und/oder N-Fixierung gekoppelt, wobei hydrogenotrophe methanogene Archaeen mit den Primärproduzenten assoziiert sind. Die Methanogenen können angereichert und kultiviert werden, um Mechanismen der epilimnischen CH4-Produktion detailliert zu untersuchen.2) Die CH4-Oxidation ist durch die Abwesenheit der Methanotrophen und/oder der Photoinhibition in den oberen Wasserschichten reduziert.3) Die CH4-Produktion innerhalb mikro-anoxischer Zonen, z. B. Zooplankton und lake snow, ist nicht ausreichend für die epilimnische CH4-Produktion.Die saisonale Entwicklung des epilimnischen CH4-Peaks soll in Verbindung mit den Photoautotrophen und der Seenschichtung im Stechlinsee untersucht werden. Dabei soll eine neu-installierte Mesokosmosanlage (www.seelabor.de) genutzt werden, um CH4-Profile bei unterschiedlichen autotrophen Gemeinschaften und Seenschichtungen zu studieren. Die Verknüpfung zwischen methanogenen Archaeen und den Photoautotrophen soll in Inkubationsexperimenten mittels Hochdurchsatz-Sequenzierung und qPCR für funktionelle Gene untersucht werden. Methanotrophe werden quantifiziert und die Photoinhibition der CH4-Oxidation durch Inkubationsexperimente gemessen. In Laborexperimenten sollen die methanogenen Archaeen angereichert und kultiviert werden mittels dilution-to-extinction und axenischen Cyanobakterien und Grünalgen. Physiologische Studien an Anreicherungs- oder Reinkulturen sollen die zu Grunde liegenden molekularen Mechanismen ermitteln. Feld- und Laborexperimente sollen helfen, das Methan Paradoxon zu entschlüsseln, um die bisherige und potentiell wichtige CH4-Quelle zu charakterisieren und zu quantifizieren. Die Studien sollen helfen, unser Verständnis des globalen CH4-Kreislaufes zu verbessern, damit zukünftige Prognosen realistischer werden.

Gelatinous zooplankton abundance at Sylt Roads - Wadden Sea off List, Sylt, North Sea in 2022

In order to monitor long-term variability in or eventual change of the planktonic community a semi-quantitative analysis of gelatinous zooplankton has been ongoing since 2009 in the Sylt-Rømø Bight, a region of high ecological importance within the Marine Protected Area National Park Schleswig Holsteinisches Wattenmeer. The sampling is tightly linked to the LTER Sylt Roads time series thus enabling the coupling of species occurrence to the respective hydrochemical and physical conditions in the water column.

Dezernat 410 Biologische Untersuchungen

Das Dezernat 410 ist eine Organisationseinheit der Abteilung Gemeinschaftslabor für Umweltanalytik im LUNG. Im Dezernat Biologische Gewässeruntersuchungen werden biologische Grundlagendaten aus Stand- und Fließgewässern erhoben. Schwerpunktaufgaben sind: - Bestimmung von Chlorophyll a und Phaeophytin in Fließgewässern und stehenden Gewässern - Mikroskopische Analysen von Planktonproben (Zooplankton und Phytoplankton) aus stehenden Gewässern

Abundance of mesozooplankton from nine cruises in Northern Adriatic Sea during NA64

<p>The NA64-Mesozooplankton dataset contains biogeochemistry and mesozooplankton data collected in a series of 9 cruises in the Northern Adriatic completed from January 1965 to September 1965 monthly, and December 1965. Biogeochemistry sampling was undertaken using 5L Nansen bottles fired at 0m, 5m, 10m, 20m, 30m and/or bottom depths. The dataset includes 709 samples analysed for nitrate, phosphate, temperature, salinity and density. Mesozooplankton sampling was undertaken at the same locations as for biogeochemistry, using two different net (Hensen non-closing and Appstein closing net). The dataset includes 146 samples analysed for mesozooplankton composition (at higher taxonomic level), abundance and volume settlement. After sedimentation and volume measurement, the fish larva and fish eggs were extracted from samples (egss of Engraulis encrasicholus were determined). Chaetognaths were partly isolated. Identification at higher taxonomic level of zooplankters was completed. Taxonomic identification was done at Smithonian Mediterranean Centre in Salambo. After sedimentation and volume measurement, the fish larva and fish eggs were extracted from samples (egss of Engraulis encrasicholus were determined). Chaetognaths were partly isolated. Identification at higher taxonomic level of zooplankters was completed. Taxonomic identification was done at Smithonian Mediterranean Centre in Salambo.</p>

Seenprogramm M-V (LU)

Das Seenprogramm M-V erfaßt und verwaltet folgende Daten der Seen in Mecklenburg-Vorpommern: - limnophysikalische Parameter - limnochemische Parameter - Phytoplankton - Zooplankton

Wassergüte Standgewässer - integrierte Umweltbeobachtung

Im Rahmen der integrierten Umweltbeobachtung ist - insbesondere hinsichtlich der hauptsächlich landwirtschaftlichen Flächennutzung in M-V - von besonderer Bedeutung, dass stehende Gewässer auf die Verminderung von Belastungen in ihrem Einzugsgebiet wesentlich langsamer reagieren als Fließgewässer. Sie bilden weitgehend geschlossene Systeme, in denen sich Schad- oder Nährstoffe über lange Zeit akkumulieren und ständig erneut in den Stoffkreislauf (z. B. zur Biomasseproduktion) einbezogen werden können. Das Hauptproblem der vielen kleinen und flachen Seen ist der anthropopgene Nährstoffeintrag und die dadurch hervorgerufene Eutrophierung. Bei Untersuchungen in den Jahren 1991 - 1994 wurde festgestellt, dass mesotrophe (mäßig produktive) im Gegensatz zu polytrophen und eutrophen (übermäßig nährstoffreichen) Seen nur noch sehr selten anzutreffen sind. Die flächendeckenden Untersuchungen der über 2000 Seen > 1 ha in Mecklenburg-Vorpommern erfolgen seit 1995 im Rahmen des sog. "Seenprojektes Mecklenburg-Vorpommern". Untersucht werden dabei hauptsächlich Parameter, die zur Trophieklassifizierung erforderlich sind. Daneben werden Hydrografie und Morphometrie der Seen erfasst. Insgesamt wurden während der Laufzeit des Seenprojektes - Teil I (1995 bis 1997) 668 Seen > 10 ha untersucht, wobei 39 Gewässer wiederholt beprobt wurden. Die Datenerfassung für alle Seen > 10 ha wurde 1998 abgeschlossen. Neben der Tiefenvermessung der Seen und der Aufnahme des Einzugsgebietes wurden chemische und biologische Parameter wie z. B. Sauerstoffgehalt, TOC, Nitrat, Gesamtstickstoff und Phosphor im Grundmessprogramm Chemie sowie Chlorophyll, Algen, Zooplankton usw. im Grundmessprogramm Biologie ermittelt. Weitere Parameter wie z. B. Artenspektrum Phyto- und Zooplankton, Biomasse, Abundanz usw. wurden im erweiterten Messprogramm Biologie erfasst. Das Seenprojekt wird auch nach 1997 weitergeführt (Teil II) und läuft auch gegenwärtig, wobei Schritt für Schritt auch möglichst alle Sees > 1 ha untersucht werden sollen. Die Datenbanken zur Wassergüte werden in der Abt.3 des LUNG gehalten und gepflegt Die Einbeziehung in die integrierte Umweltbeobachtung erfolgt im Dez. 410 des LUNG

Seawater carbonate chemistry and biometry and dissolution features of the benthic foraminifer Ammonia aomoriensis in a laboratory experiment

Culturing experiments were performed with the benthic foraminifer Ammonia aomoriensis from Flensburg Fjord, western Baltic Sea. The experiments simulated a projected rise in atmospheric CO2 concentrations. We exposed specimens to 5 seawater pCO2 levels ranging from 618 µatm (pH 7.9) to 3130 µatm (pH 7.2) for 6 wk. Growth rates and mortality differed significantly among pCO2 treatments. The highest increase of mean test diameter (19%) was observed at 618 µatm. At partial pressures >1829 µatm, the mean test diameter was observed to decrease, by up to 22% at 3130 µatm. At pCO2 levels of 618 and 751 µatm, A. aomoriensis tests were found intact after the experiment. The outer chambers of specimens incubated at 929 and 1829 µatm were severely damaged by corrosion. Visual inspection of specimens incubated at 3130 µatm revealed wall dissolution of all outer chambers, only their inner organic lining stayed intact. Our results demonstrate that pCO2 values of >=929 µatm in Baltic Sea waters cause reduced growth of A. aomoriensis and lead to shell dissolution. The bottom waters in Flensburg Fjord and adjacent areas regularly experience pCO2 levels in this range during summer and fall. Increasing atmospheric CO2 concentrations are likely to extend and intensify these periods of undersaturation. This may eventually slow down calcification in A. aomoriensis to the extent that net carbonate precipitation terminates. The possible disappearance of this species from the Baltic Sea and other areas prone to seasonal undersaturation would likely cause significant shifts in shallow-water benthic ecosystems in the near future.

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