Das Projekt "Teilprojekt: Reaktion von Insekten auf Lücken im Wald - von der Gemeinschaft zu zellulären Prozessen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Lehrstuhl für Tierökologie und Tropenbiologie (Zoologie III), Ökologische Station Fabrikschleichach durchgeführt. Das Kronendach beeinflusst massive die mikroklimatischen Bedingungen eines Waldes und bestimmt damit die lokalen Habitat-Bedingungen für ektotherme Arten, die auf kleiner Skala agieren. In Mitteleuropa sind Waldarten mit Bindung an lichte Wälder aktuell stärker gefährdet als Arten der dichten Wälder. Dies spiegelt den Vorratsanstieg in den letzten hundert Jahren wider. Heutzutage wird das Kronendach durch natürliche Störungen aber auch durch Holznutzung beeinflusst. Die Differenzen im Mikroklima zwischen geschlossenen und offenen Waldbeständen können dabei größer sein als der aktuell beobachtete Anstieg der Temperatur durch die globale Erwärmung. Daher ist ein besseres Verständnis der Mechanismen hinter der Reaktion von Arten auf das Mikroklima sowohl für forstliches als auch naturschutzorientiertes Management von Bedeutung. In der Makroökologie hat die Reaktion von Arten auf Klimagradienten eine lange Tradition. Einige konsistente Muster haben zu ökogeographischen Regeln geführt. Diese sagen z.B. vorher wie die Antwort innerhalb und zwischen Arten auf sinkende Temperaturen, Feuchte oder generell auf harsche Umweltbedingungen aussieht. Wir beabsichtigen hier die Antwort dreier Insektengruppen, Totholzkäfer, Nachtschmetterlinge und Wanzen auf die Variation im Mikroklima unter Kontrolle der Ressourcenverfügbarkeit (Pflanzen, Totholz) zu untersuchen. Dazu werden wir zunächst einen bestehenden Datensatz aus 5 Waldgebieten (inklusive der Exploratorien) auswerten. Dabei werden wir auf drei Eigenschaften fokussieren, die sich in der Makroökologie als sensitiv erwiesen haben: Körpergröße, Flügel-Morphologie und Farbe. Im zweiten Schritt werden wir die Vorhersagen aus den Modellen in Schritt 1 mit neuen Daten aus dem Wald-Experiment der Exploratorien validieren. Im dritten Schritt werden wir anhand der Individuen im Experiment innerartliche Eigenschaft-Reaktionen ausgewählter Arten untersuchen. Im vierten Schritt werden wir Transkriptom-Sequenzierung an vier ausgewählten Arten durchführen, die experimentell in den Lücken und unter dem Kronendach exponiert werden. Damit versuchen wir transkriptionale Signaturen als Reaktion auf das Mikroklima zu identifizieren. Unsere Analysen zielen darauf ab die Mechanismen hinter den Reaktionen von Arten und Artengemeinschaften auf lichte und dichte Wälder besser zu verstehen.
Das Projekt "Teilprojekt B 06: Verhalten und Transport von Mikroplastik in gestörten und ungestörten Böden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Köln, Geographisches Institut, Arbeitsgruppe Ökosystemforschung durchgeführt. Die Kontamination von Ökosystemen durch Mikroplastik (MP) wurde bislang vor allem für aquatische Systeme beschrieben. Inzwischen ist allerdings bekannt, dass auch Böden davon betroffen sind. Das Ziel dieses Teilprojekts ist es, ein grundlegendes mechanistisches Verständnis von Verhalten und Transport von MP-Partikeln in Böden in Abhängigkeit von den physikalischen und chemischen Eigenschaften der Kunststoffe zu erlangen. In dieser Phase des SFBs konzentrieren wir uns auf die Modellsysteme 'Durchflusszelle', 'Bodensäule' und 'Bodenkasten' und untersuchen die Teilaspekte (I) Transport von MP in porösen Medien und Böden, (II) Transport, Erosion und Deposition von MP an Bodenoberflächen und (III) Detektion, Quantifizierung und Visualisierung von MP in Böden. In (I) und (III) berücksichtigen wir zudem die Rolle von Bodenorganismen für Transport und Verteilung von MP-Partikeln in Böden. Das in diesem Teilprojekt gewonnene mechanistische Verständnis zum Verhalten und Transport von MP-Partikeln ist für eine wissenschaftlich fundierte Bewertung der Umweltrisiken von MP existierender Massenkunststoffe im Ökosystem Boden unerlässlich.
Das Projekt "Teilprojekt: Das Barcoding Projekt: Entwicklung von Verfahren zur Sequenzierung von Massenproben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Lehrstuhl für Terrestrische Ökologie durchgeführt. Die Bestimmung von Arten aus umweltproben ist zur Zeit eines der größten Hindernisse für Ökologen, die Biodiversität auf Artniveau berücksichtigen wollen. Es ist schwierig, zeitaufwändig und oft auch teuer, Daten von Taxonomen zu bekommen. DNA-barcoding ist daher ein Verfahren, das einen Quantensprung artbezogener Forschung in Ökologie und Umwelforschung ermöglicht. Wir haben allerdings in den vergangengen Jahren erlebt, dass Taxonomen ungerne in Barcoding-Vorhaben mitarbeiten, u.a. aus Furcht vor Ersatz ihrer Expertise durch Maschinen. Dies ist ein Grund für das relativ langsame Wachstum der Barcode-Datenbanken. In Deutschland wird das GBOL Projekt diese Aufgabe verfolgen. Um die Hindernisse zu überwinden, sollen mit dem vorliegenden Projekt am Beispiel der Diptera aus den Exploratorien Verfahren für Massenanalysen zunächst als reverse Taxonomie entwickelt werden, um unabhängig von unvollständigen Datenbanken zu werden und Kosten zu reduzieren. Dies ist aktuell der beste Weg, auf effiziente Weise Daten über die Artenzusammensetzung komplexer Lebensgemeinschaften zu bekommen.
Das Projekt "Teilprojekt B08: Struktur und Funktion des Zersetzersystems in Transformationssystemen von Tiefland-Regenwäldern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Johann-Friedrich-Blumenbach-Institut für Zoologie und Anthropologie, Abteilung Tierökologie (Scheu) durchgeführt. Das Projekt untersucht die Struktur und Funktion von Zersetzer-Nahrungsnetzen in tropischen Tiefland-Regenwäldern in der Provinz Jambi (Sumatra, Indonesien). Das Projekt fokussiert auf die Analyse der räumlichen und zeitlichen Variation der Reaktion von Boden-Nahrungsnetzen auf die Umwandlung von Regenwäldern, einschließlich von Flächen unterschiedlicher Priorität für Schutzmaßnahmen, z.B. Flächen mit erhöhtem Grundwasserstand. Kombiniert mit Ergebnissen ähnlicher Studien in anderen Regionen der Welt wird das Projekt allgemeine Muster zur Struktur, zu Steuergrößen und zur Funktion von Bodentiergemeinschaften von Wäldern weltweit aufdecken.
Das Projekt "Teilprojekt: Wie verändert Landnutzung die Struktur von Pflanzen-Insekten Interaktionen in bewirtschafteten Grünländern?" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Marburg, Fachgebiet Ökologie, Arbeitsgruppe Allgemeine Ökologie und Tierökologie durchgeführt. Land use intensification leads to a loss of species but also alters the phylogenetic and thus the functional composition of communities. An understanding of the factors that influence the phylogenetic and functional composition of communities is important to forecast how changes in land use will affect ecosystems functioning. In the proposed project we will analyse the phylogenetic diversity and structure of three trophic groups (plants, herbivores and predators) in local grassland communities across land use intensification gradients in three regions in Germany (biodiversity exploratories: Schorfheide-Chorin, Hainich-Dün, Schwäbische Alb). Molecular sequences and supertree algorithms will be used to construct phylogenetic trees for each local community. These data will be used to explore the following questions: (1) Does land use intensification cause a phylogenetic homogenisation of plant, herbivore and predator communities? (2) Do interactions among trophic groups influence the phylogenetic diversity of local communities? The results of our study will provide important insights about how communities assemble and how land use intensification changes the phylogenetic composition of local communities. Therefore, the expected results will be an important step towards a reliable understanding of the relationship between biodiversity and functioning of ecosystems.
Das Projekt "Teilprojekt: Der Effekt von Landnutzung auf funktionelle Merkmale und Muster in Vogel- und Fledermausgemeinschaften" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Ulm, Institut für Evolutionsökologie und Naturschutzgenomik durchgeführt. In meinem Projekt möchte ich verstehen, inwieweit die Zusammensetzung von Vogel- und Fledermausgemeinschaften entlang eines Landnutzungsgradienten variiert, und ob dies durch morphologische und ökologische Merkmale der Arten und ihrer Spezialisierung auf bestimmte Ressourcen, erklärt werden kann. Hierbei arbeite ich entlang eines Landnutzungsgradienten von bewirtschaftetem Grünland, über forstwirtschaftlich genutzte Waldbestände, bis hin zu urbanen Habitaten innerhalb der Bidiversitätsexploratorien.Vogel- und Fledermausarten werden auf allen Exploratorienflächen (N=300), in Dörfern (N=30) und auf den neu etablierten Waldexperimentierflächen (N=90) mit automatischen akustischen Aufnahmegeräten erfasst. Zudem werde ich eine umfangreiche Datenbank mit morphologischen und vokalen Merkmalen der Arten anlegen, die Mobilität und Wendigkeit im Flug sowie die akustische Perzeption der Habitat-Güte (Konkurrenz durch territoriale Gesänge von Artgenossen (Vögel) und Orientierung in unterschiedlich dichter Vegetation (Fledermäusen)) bestimmen. Unter Einbeziehung potentieller Ressourcenverfügbarkeit (Futter und Quartier) kann ich ableiten ob lokale Landnutzung das Vorkommen von Arten, basierend auf ihren funktionalen Merkmalen und /oder auf der Ressourcen Verfügbarkeit bedingt und dies zu funktionaler oder taxonomischer Verarmung der Artengemeinschaften führt. Ein Vergleich der Ergebnisse dieser Studie mit Daten früherer standardisierten Monitoringsaufnahmen von Vögeln und Fledermäusen 2008-2012 auf den gleichen Flächen, erlaubt es mir zudem, Rückschlüsse auf Veränderungen von Artvorkommen und der Artenzusammensetzungen über die letzten 10 Jahre zu ziehen. Auf Waldflächen werde ich außerdem die Veränderung in der Artenzusammensetzung nach Störung (Waldfällungsexperiment) erfassen und testen, ob das Vorkommen bestimmter Arten vorhersagbar ist. Mit einem funktionalen Habitat Model möchte zudem ich die Interaktion zwischen lokalen Habitatfaktoren und der umgebenden Landschaftsmatrix (Konnektivität/ Komplementarität) verstehen und bestimmen, inwieweit strukturelle Heterogenität der Landschaft die Erreichbarkeit von geeigneten Habitaten bedingt und ob die Komplementarität unterschiedlicher Habitattypen (z.B. ein naher Waldbestand an Grünland) negative Effekte lokaler Landnutzung puffern kann.Die Erkenntnisse meiner Studie sind essentiell um zugrundliegenden ökologischen Faktoren und Prozesse auf unterschiedlichen räumlichen Skalen, welche die Artengemeinschaften so mobiler Arten wie Vögel und Fledermäuse bedingen, zu verstehen. Dies ist eine grundlegende Voraussetzung Artverluste durch Landnutzungsveränderungen vorhersagen und eventuell abwenden zu können und damit nachhaltig die Funktion ökosystemarer Zusammenhänge in Agrikulturlandschaften zu gewährleisten.
Das Projekt "Teilprojekt: BE-Spring: Entdeckung der Springschwanz-Biodiversität von Wiesen mit neuen genomischen und metagenomischen Verfahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Senckenberg Biodiversität und Klima, Forschungszentrum durchgeführt. Wirbellose Tiere im Boden sind schwer zu identifizieren, dabei stellen Collembola - Springschwänze - keine Ausnahme dar. Folglich ist bisher nur wenig über die grundlegende Ökologie und Naturgeschichte der Collembola bekannt, insbesondere auf der Organisationsebene von Arten und Gemeinschaften. DNA-basierten Identifikation (Barcoding und Metabarcoding) erleichtert die Identifizierung, bringt jedoch einige Schwierigkeiten mit sich: 1) Barcode-Datenbanken für Bodenorganismen sind unvollständig, insbesondere in Deutschland, 2) die Wahl des Barcodes und der PCR Primer beeinflusst die Vergleichbarkeit zwischen Studien und 3) Metabarcoding kann keine Aussage über den Umfang der Biomasse treffen. Wir adressieren diese Problematik zunächst mit der Erstellung einer spezialisierten Datenbank ('Springtail Genome Reference Database', SGRD) mit Fokus auf der Collembola-Fauna von Grasflächen. Diese Datenbank wird nicht nur alle gängigen Barcodes enthalten, sondern zusätzlich umfangreiche neue Genominformationen beinhalten. Des Weiteren implementieren wir eine shotgun-metagenomische Methodik, um die Probleme bezüglich der Primerauswahl und Biomasseschätzung beim Metabarcoding zu umgehen. Wir verwenden dann die SGRD Datenbank und Metagenomik zusammen, um die Strukturen und Funktionen der Collembola-Gemeinschaften auf allen 150 Wiesen der Biodiversitäts-Exploratorien zu bewerten. Im Einzelnen werden wir bewerten 1) wie die Intensität der Bodennutzung die Artenvielfalt, den Reichtum und 2) die Verbreitung von funktionellen Merkmalen ('Traits') beeinflusst, und 3) wie die Collembola-Gemeinschaften mit anderen Organismengruppen, insbesondere mit Pilze und Pflanzen des Graslandökosystems in Verbindung stehen. Diese Arbeit wird eine unschätzbare Ressource für die zukünftige Erforschung der Bodenfauna-Gemeinschaften in Westeuropa darstellen und neue Einblicke in die grundlegende Ökologie einer bisher wenig verstandenen Gruppe ermöglichen.
Das Projekt "Teilprojekt: Links und Flüsse im Mikronahrungsnetz von Waldböden mit unterschiedlicher Landnutzungsintensität" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin (Humboldt-Univ.), Institut für Biologie, Arbeitsgruppe Ökologie durchgeführt. Die hohen Populationsdichten, gepaart mit der hohen Artendiversität und trophischen Vielfalt, machen Nematoden zu einer Schlüsselgruppe im Bodennahrungsnetz. Das geplante Projekt untersucht die Effekte von Landnutzung auf die Nematodenfauna in 75 Waldstandorten der drei Exploratorien mit dem Fokus auf: (1) Struktur und Funktion des Mikro-Nahrungsnetzes, (2) Links zwischen mikrobiellem und tierischem Nahrungsnetz, und (3) Biodiversitätsaufbau nach Störung. Spezifische, auf der Zusammensetzung der Nematodengemeinschaft basierende Indizes, werden als Indikatoren für den Zustand des Nahrungsnetzes herangezogen. Sie zeigen auf wie Landnutzung bzw. Waldmanagement, und die damit verbundenen Änderungen der basalen Nahrungsnetzressourcen, die Zersetzungsprozesse und den Energiefluss im Boden beeinflussen. Die Erfassung der Lipidmuster ganzer Bodengemeinschaften (Community level physiological profiling, CLPP) wird genutzt um Veränderungen in der trophischen Diversität biochemisch zu bestimmen und die Stärke der Verknüpfung zwischen mikrobiellem und tierischem Nahrungsnetz zu beschreiben. Diese Studien stellen die erste Erfassung von Lipidmustern bei Nematodengemeinschaften im Freiland dar. Des weiteren wird über den Wiederaufbau des Mikronahrungsnetzes nach Störung untersucht, wie stark der Erhaltung funktioneller Diversität von den Faktoren Habitat (Landnutzung), Ressource (Streu) sowie biotischen Interaktionen (z.B. Konkurrenz) geprägt wird. Die Arbeiten werden in Kooperation mit den Projekten von U. Brose, N. Eisenhauer, M. Maraun and S. Scheu durchgeführt, und ergänzen die Untersuchungen an der Bodenfauna mit den Schlüsselgruppe Nematoden. Zusammenfassend dienen Nematoden als Indikatoren für den Einfluss der Landnutzung auf Allokation, Verteilung und Transfer von Ressourcen im Mikronahrungsnetz von Wäldern.
Das Projekt "Teilprojekt: Metabarcoding alter eukaryotischer DNA aus Chew Bahir, Ethiopia: Rekonstruktion der Folgen drastischer Umweltänderungen für die Biodiversität" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Potsdam, Institut für Biochemie und Biologie durchgeführt. Das Chew Bahir Drilling Projekt (CBDP) erbrachte tropische Sedimente aus den letzten 650000 Jahren. DNA-Metabarcoding an diesen Proben erschließt ein einzigartiges paläolimnologisches Archiv bezüglich Zeitspanne und zeitlicher Auflösung. In einer Pilotstudie konnten wir mittels Hybridization-Capture-basiertem Metabarcoding eukaryotische DNA aus den ca. 280 m langen Chew Bahir-Kernen in Sedimenten bis 70m Tiefe (ca. 150000 Jahren) analysieren. Dabei werden Sedimentproben einer Taxon- und Gen-spezifischen DNA-Anreicherung mit spezifischen Sonden ('baits') unterzogen und mittels Next-Generation-Sequencing analysiert. Wir wollen das Potenzial des DNA-Metabarcodings in den langen CBDP-Kernen weiter untersuchen. Unsere grundlegenden wissenschaftlichen Fragen sind: (1) Wie reagiert das Ökosystem auf kurze, aber signifikante Störungen, z.B. Dürren oder erhöhte Feuchtigkeit? Wir testen die Hypothese, dass einzelne Störungen das Ökosystem dauerhaft verändern, indem wichtige Komponenten des Ökosystems ausgetauscht werden. Da wir die Gesamtheit der Eukaryoten erfassen, können wir die Effekte für die Biodiversität quantifizieren und Folgen für Ökosystemfunktionen ableiten. (2) Was sind die Folgen globaler und lokaler Klimaveränderung, z.B. an Kipppunkten (tipping points)? Hier untersuchen wir, ob und wie ein Ökosystem infolge einer Störung von einem stabilen Zustand in einen anderen übergeht. Ein spezieller Fokus ist, ob ökologische Nischen nach einer Störung von den gleichen Taxa wiederbesiedelt werden oder ob sie durch andere Taxa ersetzt werden, wodurch sich Eigenschaften des Ökosystems verändern können. (3) Welche Langzeit-Trends finden sich in den Lebensgemeinschaften in Chew Bahir und anderen afrikanischen Sedimentkernen? Wir werden zeitliche Trends unserer Ziel-Eukaryotentaxa ermitteln, sowohl bezüglich der Artzugehörigkeit als auch bezüglich kryptischer genetischer Variation und (halbquantitativ) relativer Abundanz. Dies umfasst als Proxies etablierte Planktonorganismen (Ostracoda, Cladocera, Rotatoria, Diatomeen), aber auch wichtige terrestrische Arten (Insekten, Nagetiere, Huftiere, höhere Pflanzen). (4) Wie lange zurück in der Zeit können DNA-Reste im Chew Bahir und anderen HSPDP-Kernen extrahiert und analysiert werden? Hier werden wir Möglichkeiten DNA-basierter Detektion von Organismen in tieferen Schichten der Kerne (unter 70m) evaluieren. Weiterhin werden wir unsere Analyseprotokolle optimieren, um die DNA-Ausbeute unserer Zieltaxa zu maximieren und methodische Verzerrungen zu minimieren. Darüberhinaus werden wir Möglichkeiten und Grenzen halbquantitativer Abundanzschätzungen mittels NGS und qPCR zwischen Kernschichten und Taxa evaluieren. Wir analysieren gezielt Sedimente vor, während und nach drastischen Umweltveränderungen (vor allem Transitionen zwischen Dürren und Feuchtperioden), die in lithologischen Untersuchungen unserer Kooperationspartner identifiziert werden.
Das Projekt "Teilprojekt: Laufkäfer als mensch-unabhängiges Landschaftsproxy in einem afroalpinen Ökosystem" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Marburg, Fachgebiet Ökologie, Arbeitsgruppe Allgemeine Ökologie und Tierökologie durchgeführt. In diesem Projekt werden Laufkäfer als mensch-unabhängiges biologisches Proxy genutzt, um die Landschaftsgeschichte der Bale Mountains zu rekonstruieren. Im Einzelnen werden i) eine räumlich explizite Rekonstruktion der letztglazialen Temperaturdepression abgeleitet, ii) das derzeitige potentielle Vorkommen von Wäldern in den Bale Mountains aufgezeigt, und iii) die Tabula Rasa Hypothese für die Bale Mountains und das Sanetti Plateau getestet. Für diese Ziele wird eine umfängliche Inventarisierung und Beprobung ausgewählter Laufkäfergruppen vorgenommen und diese phylogeographisch, phylogenetisch und biogeographisch analysiert. Zusätzlich werden subfossile Laufkäfer aus dem Teilprojekt P2 analysiert. Das Projekt trägt entscheidend zu einem Verständnis der Paläoumwelt im letztglazialen Maximum der Afrikanischen Hochländer bei.
| Origin | Count |
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| Bund | 82 |
| Type | Count |
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| Förderprogramm | 82 |
| License | Count |
|---|---|
| open | 82 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 82 |
| Englisch | 63 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 23 |
| Webseite | 59 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 56 |
| Lebewesen & Lebensräume | 81 |
| Luft | 36 |
| Mensch & Umwelt | 82 |
| Wasser | 48 |
| Weitere | 82 |