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Untersuchungen zur Rolle verschiedener Eisenquellen für die biologische Produktivität im Ozean mittels eines globalen Modells der Eisenisotopie

Eisen ist ein essenzieller Mikronährstoff für marine Organismen. Die Eisenverteilung im Ozean beeinflusst die Primärproduktion von Phytoplankton und dadurch die Aufnahme von Kohlendioxid im Ozean stark. Während wir langsam ein genaueres Bild der gegenwärtigen globalen Verteilung von gelöstem Eisen im Ozean bekommen, besteht noch kein Konsens in den Mechanismen, die diese Verteilung steuern, und vor allem in der Rolle der verschiedenen externen Eisenquellen für den Ozean (z.B. Eintrag durch Staub, aus Meeressedimenten, hydrothermalen Quellen und Flüssen). Einige dieser Quellen (z.B. Staubdeposition) werden sich stark mit dem laufenden Klimawandel ändern, andere, etwa der Eintrag aus Hydrothermalquellen, nicht. Wegen der Unsicherheit darüber, wie relevant die spezifischen Quellen sind, sind daher Vorhersagen zum zukünftigen Eisenkreislauf und damit zur Veränderung der Primärproduktion als Folge des Klimawandels stark erschwert.Eine neue Methode, die Rolle der verschiedenen Eisenquellen zu untersuchen, ist die Analyse der stabilen Isotopenzusammensetzung von gelöstem Eisen im Ozean. Da die verschiedenen externen Quellen von Eisen je unterschiedliche Isotopenverhältnisse haben, kann die Isotopenzusammensetzung von Eisen im Ozean im Prinzip verwendet werden, um die relativen Beiträge der verschiedenen Quellen zu erschließen. Allerdings wirken sich auch Prozesse im Inneren des Ozeans, die Eisen zwischen seinen verschiedenen Formen (gelöstes Eisen, abiotische und biologische Partikel, Redoxzustände) umwandeln, auf die Isotopenzusammensetzung aus, d.h. sie fraktionieren. Dazu kommt die Vermischung der Isotopenzusammensetzung durch physikalische Prozesse (Transport mit der Strömung und Diffusion). Die Interpretation von Eisenisotopendaten im Ozean erfordert daher die Kombination von Beobachtungen mit einem Modell des Eisenkreislaufs im Ozean. In dem beantragten Projekt wird ein globales biogeochemisches Modell von Eisen um eine explizite Darstellung von Isotopeneffekten erweitert, mit dem Ziel, die Rolle der verschiedenen Prozesse zu entschlüsseln, die die Isotopenzusammensetzung von gelöstem Eisen im Ozean beeinflussen. Das globale biogeochemische Modell basiert auf meinen früheren Arbeiten. In Kombination mit der weiter stattfindenden Zunahme von Eisenisotopenmessungen im Rahmen des internationalen GEOTRACES Programmes ermöglicht das Modell eine bessere Quantifizierung der Größe und der relativen Rolle der externen Eisenquellen für die Gegenwart und somit auch robustere Prognosen der zukünftigen marinen Primärproduktion.

Analyse der physiologischen Grundlagen interspezifischer Tiervergesellschaftungen und strukturelle und physiologische Mechanismen der Umweltanpassung von Tieren

Es wird untersucht, welche physiologischen, ethologischen und oekologischen Voraussetzungen erfuellt sind, damit es zum Zusammenleben artverschiedener Tiere im marinen Bereich kommt. Es werden die Signale bzw. Kommunikationsmoeglichkeiten, die haeufig chemischer Natur sind, analysiert.

Entwicklung eines Unterwasser-Kamerasystems mit KI-gestützter Bilderkennung für den Einsatz in der kommerziellen Fischerei und der Fischereiforschung, Teilprojekt C

Biologie benthischer Siphonophoren und Ctenophoren: Beschreibung neuer Arten, ihrer Lebensweise und Verbreitung

Die Erfassung der biologischen Artenvielfalt ist seit einigen Jahren erklärtes Ziel internationaler Forschung (AGENDA SYSTEMATIK 2000). Bei den weltweiten biologischen, geologischen und mikrobiologischen Einsätzen unseres Tauchbootes 'JAGO' unterhalb der photischen Zone stoßen wir immer wieder auf bisher unbekannte Lebensformen. Manche dieser Arten werden von uns in situ dokumentiert, gesammelt und zur späteren Identifizierung oder Beschreibung konserviert. Darunter befanden sich in den letzten Jahren einige neue benthische Staatsquallen (Rhodaliiden) und Ctenophoren (Lyrocteniden). Beide Formen sind wenig erforscht und sehr außergewöhnlich, da die meisten Vertreter dieser Taxa pelagisch leben. Dieser Antrag gilt der taxonomischen und verhaltensökologischen Beschreibung der gesammelten Arten beider Gruppen.

Meer-Süßwasserunterschiede in der Strukturierung des mikrobiellen Nahrungsnetzes durch Räuber-Beute-Beziehungen - Teilprojekt 2 von 6 Anträgen im Rahmen eines Antragspakets 'Vergleich von Kontrollmechanismen in marinen und limnischen Nahrungsnetzen')

Es soll durch Mesokosmosexperimente und ergänzende Laborversuche mit Modellsystemen untersucht werden, welche Auswirkungen die unterschiedliche Zusammensetzung des Mesozooplanktons im Meer (überwiegend Copepoden) und im Süßwasser (überwiegend Cladoceren) auf die Struktur des mikrobiellen Nahrungsnetzes hat und inwieweit sich Prädationseffekte des Zooplanktons über die Protozoen bis zur Bakterienebene fortsetzen. Für diesen Vergleich stehen folgende Fragestellungen im Vordergrund: 1) Welchen Prädationseifluß haben limnische und marine Vertreter von cladoceren- und copepoden-dominiertem Zooplankton auf die verschiedenen funktionellen Gruppen heterotropher und mixotropher Protozoen? 2) Gibt es vom Mesozooplankton ausgehende direkte und indirekte (über die Protozoen) Wirkungen auf die Diversität, phänotypische Ausprägung und die Aktivitätsmuster des Bakterienplanktons? 3) Gibt es Unterschiede in den phänotypischen Anpassungen (z.B. Morphologie, Oberflächeneigenschaften, Exopolymere) planktischer Bakterien an Protozoenfraßdruck im limnischen und marinen Bereich?.

Molekulare Systematik und Biogeographie ausgewählter Copepodenarten im Südpolarmeer

Im Rahmen dieses Projektes sollen die Verwandtschaftsbeziehungen ausgewählter Copepodenarten auf Populations- bzw. Artebene zwischen verschiedenen Gebieten des atlantischen Sektors des Südpolarmeeres (Küstenstrom (Weddell-, Lazarevmeer), Antarktischer Zirkumpolarstrom) u.a. mit molekulargenetischen Methoden untersucht werden. Damit werden neue Erkenntnisse über die ökologische Abgrenzung, Biogeographie, Phylogenie und Evolution pelagischer Copepoden erwartet.Da bei der Identifikation und Charakterisierung zahlreicher pelagischer Copepodenarten die Anwendung morphologischer Methoden nicht zu befriedigenden Ergebnissen führte, sollen in diesem Projekt maßgeblich molekularbiologische Methoden zum Einsatz kommen. Sollten die molekularbiologischen Daten deutliche genetische Distanzen der untersuchten Populationen aufzeigen, so wird davon auszugehen sein, dass Geschwisterarten bzw. supraspezifische Taxa (Gattungen, Familien) vorliegen. Molekularbiologischen Hinweisen soll als zweiter Schritt durch genauere morphologische Untersuchungen (Adult-/Postembryonalstadien, Karyologie) sowie durch Kreuzungsexperimente nachgegangen werden.

Flachmarine Ostracoden-Assoziationen im Mittel- und Oberkarbon des Donets Beckens/Ukraine und Timans/Rußland und ihre Kontrolle durch Paläo-Umweltfaktoren

Die Zusammensetzung flachmariner Ostracodenfaunen unterliegt verschiedenen ökologischen Kontrollfaktoren wie paläogeographische Position des Lebensraumes, Klima und Meeresströmungen. Folgende Punkte sollen geklärt werden: 1. Erfassung von Ostracodendaten (systematische Bearbeitung) als Basis für weiterführende Untersuchungen. Auf vorhandene Literatur kann nicht zurückgegriffen werden, weil vom Donets Becken/Ukraine aus dem Mittel- und Oberkarbon nur sehr spärliche und vor allem unvollständige Daten vorliegen und von Timan/Rußland überhaupt keine. 2. Vergleich der kaltwasserbeeinflussten Timan-Region mit dem unter warmen tethyalen Einflüssen stehenden Donets Becken. 3. Entwicklung der Ostracodenfaunen innerhalb eines Sedimentationsraumes im Lauf der Zeit. 4. Begleitende Mikrofazies- Untersuchungen zur besseren Erfassung der ökologischen Rahmenbedingungen. 5. Stratigraphische Einordnung und Korrelation der Gebiete mit Hilfe von Fusuliniden- und Conodontenbiostratigraphie.

Evolution und Biogeographie der benthischen Tiefseefauna des Ostpazifiks (Expedition SO 158)

Während der Tiefsee-Expedition SO 158 mit F.S 'Sonne' in das Gebiet zwischen Galapagosspreizungszentrum und -plattform sollen bodenlebende Meeresorganismen gesammelt werden. Die Auswertung wird sich auf die Schlüsselgruppen Kinorhyncha, Loricifera, Copepoda, Brachiopoda und Porifera konzentrieren, die nach den Erfahrungen bei früheren Tiefsee-Expeditionen in genügend hoher Anzahl im Weichboden und auf Steinen zu erwarten sind. Die großräumige Variabilität von Tiefsee-Tiergemeinschaften im Ostpazifik soll untersucht werden, um Aussagen über das Verbreitungsareal von Tierarten in der Tiefsee und über den Einfluß von geomorphologischen Strukturen wie dem Spreizungszentrum treffen zu können. Außerdem sollen potentielle Anpassungen (Sinnesorgane, endosymbiontische Bakterien in Darm oder Integument?) an das Leben in der Tiefsee bei den mikroskopischen Kinorhyncha und Loricifera ultastrukturell geprüft werden. Elektronenmikroskopische Arbeiten bei Kinorhyncha, Loricifera und Brachiopoda tragen zudem dazu bei, die Evolution dieser Tiergruppen besser zu verstehen.

Processes of reef diversification during the Ordovician Radiation

During the Ordovician a massive diversification occurred within reef structures and habitats. In this time interval microbial bioherms were generally replaced by more complex metazoan-dominated structures. These changes were accompanied by a dramatic diversification of the entire reef-fauna. Here I will test the hypothesis, that ecosystem-inherent factors prompted the diversification and the expansion of Ordovician reefs. Hypothetically, new types of organisms massively, and largely independent from climatic and physicochemical changes, influenced the susceptibility, and the structural differentiation of Ordovician reefs. In order to test this hypothesis, a detailed characterization of the evolution of fossil communities within Ordovician reef-systems is necessary. A sedimentological microfacies analysis, and a taxon-quantitative analysis of specific Ordovician reef structures is intended, which will identify crucial diversification drivers. A comparison of changes in the fossil communities of Ordovician reefs with known physicochemical changes will identify the role of organisms itself during the course of the diversification.

Bundesamt für Naturschutz: Kartenanwendung zu Benthos und Biotope

In dieser Kartenanwendung erfahren Sie mehr über die Arten und Lebensräume am Meeresboden der deutschen Nord- und Ostsee. Das marine Benthos ist die Gesamtheit aller Organismen, die am und im Meeresboden leben. Dazu zählen sowohl Pflanzen als auch Tiere. In dieser Anwendung liegt der Fokus auf den tierischen Bodenbewohnern (Makrozoobenthos). Dazu gehören Muscheln, Krebse und viele andere Wirbellose. Die unterschiedlichen Strukturen am Meeresboden wie Sande, Steine und Schlickgründe formen zusammen mit den für sie typischen Arten des Makrozoobenthos (Charakterarten) die Biotope. Sowohl die Biotope mit all ihren Bestandteilen, als auch ausschließlich das Makrozoobenthos werden seit Jahren durch das BfN und seine AuftragnehmerInnen im Rahmen unterschiedlicher Aufgaben und Forschungsvorhaben untersucht, beobachtet, analysiert und kartiert. Die bei diesen Untersuchungen erhobenen Daten aus Nord- und Ostsee werden im Rahmen dieser Anwendung dargestellt.

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