Verkarstete, zerklüftete unterirdische Aquifere sind wichtige Trinkwasserquellen. Der Einsatz von Düngemitteln in der Landwirtschaft hat jedoch zu einer Nitratinfiltration geführt. Der Konsum von nitrathaltigem Trinkwasser könnte zu gesundheitlichen Problemen führen, und die Europäische Union hat festgelegt, dass die Stickstoffkonzentration im Trinkwasser weniger als 50 mg/L betragen muss, um trinkbar zu sein. In landwirtschaftlich genutzten Regionen liegen die Nitratkonzentrationen jedoch häufig über diesem Grenzwert. So wurden beispielsweise im Einzugsgebiet der Ammer (Deutschland) Nitratkonzentrationen von bis zu 60 mg/l gemessen, während die Abflussgebiete nur 1 mg/l Nitrat enthielten. Diese Konzentrationsunterschiede lassen auf eine intensive Denitrifikation schließen. In unterirdischen oligotrophen Umgebungen können Mikroorganismen die Nitratreduktion mit der Eisen-/Schwefeloxidation koppeln. Die Bestimmung räumlicher Hot Spots, in denen Mikroben eine wichtige Rolle bei der Denitrifikation im Untergrund spielen, ist eine Herausforderung, und es ist daher nicht bekannt, ob die Denitrifikation nur in Klüften oder auch in der porösen Gesteinsmatrix stattfindet. Wir haben Gesteinskerne aus 70 m Tiefe entnommen - der gesättigten Zone der Bronnbachquelle (Deutschland). Das einzigartige Bohrloch ohne Verrohrung diente der Errichtung einer Grundwassermessstelle. Das erste Ziel dieses Projekts besteht darin, die Taxonomie und die funktionellen Fähigkeiten der denitrifizierenden Mikroorganismen zu bestimmen, die das Karbonatgestein bewohnen. Das zweite Ziel ist die Charakterisierung der mikrobiellen Besiedlung Pyrit-haltiger künstlicher und natürlicher poröser Gesteinsmatrixen und der Pyritoxidationsrate durch Laborexperimente. Für diese In-vitro-Studie werden Mikroorganismen verwendet, die zuvor aus Karbonatgestein angereichert wurden und die die Nitratreduktion mit (Eisen/Schwefel)-Oxidation verbinden. Das dritte Ziel besteht darin, die In-situ-Pyrit-Oxidationsrate in den künstlichen und natürlichen porösen Gesteinsmatrixen zu bestimmen. Dies wird durch die langfristige Inkubation von Pyrit-haltigen mikrobiellen Fallen (MTDs; mit Gesteinsmatrixen) im neu installierten Grundwasserbrunnen und durch die Überwachung der Veränderungen in der Zusammensetzung und der Funktionen der mikrobiellen Gemeinschaften, die die MTDs besiedeln, erreicht. Mittels der kombinierten Ergebnisse der Feld- und Laborarbeiten werden wir Folgendes ermitteln: i) die ökologischen Nischen der nitratreduzierenden Mikroorganismen im Grundwasserleiter des Einzugsgebiets der Bronnbachquelle, ii) die wichtigsten Mikroorganismen, die für den Nitratumsatz verantwortlich sind, iii) die Stoffwechseleigenschaften und Funktionen der nitratreduzierenden Mikroorganismen, iv) das Potenzial der Denitrifikanten, die poröse Gesteinsmatrix zu besiedeln, v) die Faktoren, die die Effizienz der Denitrifikation beeinflussen, und v) die Pyritoxidationsrate innerhalb der porösen Gesteinsmatrix.
Die Biodiversität wird durch organismische Unterschiede in der Aufnahme, Verwertung und Allokation von Nährstoffen geprägt. Die trophischen Nischen der Verbraucher hängen vom Spektrum der in der Landschaft verfügbaren Nahrungsressourcen ab, mit Kaskadeneffekten von niedrigeren zu höheren Ebenen in Nahrungsnetzen. In TrophNiche möchte ich die Auswirkungen von Landnutzung und Ressourcenverfügbarkeit auf Variation, Positionen und Überschneidungen in trophischen Nischengrößen für verschiedene taxonomische und funktionelle Gruppen über trophische Ebenen (z. B. Verbraucher, Bestäuber, Parasitoide) berechnen und vergleichen. Das Projekt besteht aus (i) einer Synthese bestehender Daten in der Datenbank Bexis (ca. 170 Datensätze) und (ii) einer Feldstudie in den drei Regionen der Biodiversitätsexploratorien, um unterrepräsentierte Organismen zu sammeln und trophische Verbindungen durch Analyse zu vervollständigen ihr stabiles Isotopenprofil. Als Vorarbeit habe ich in Zusammenarbeit mit den Autoren bestehende Datensätze aus früheren Projekten identifiziert und zusammengefasst. Diese Datensätze enthalten Informationen zu Interaktionen bei der Nahrungssuche (z. B. Metabarcoding von Darminhalt und Pollen, Beobachtungsaufzeichnungen von Verbraucherressourcen) und stöchiometrische Daten (z. B. Ernährungsprofile, stabile Isotope). Mit ihnen werde ich die ökologische Nische von Arten anhand von Isotopenposition, Reichhaltigkeit, Divergenz, Gleichmäßigkeit und Dispersionsindizes, Disparität und n-dimensionalen Hypervolumina berechnen, abhängig von den Quelldaten.Die Feldstudie wird Lücken in trophischen Verbindungen für wichtige wirbellose Arten schließen, die in der Datenbank fehlen (z. B. Ameisen, Blattläuse, Parasitoide, Heuschrecken) und Pflanzen, die mit ihnen in den Nahrungsnetzen von Grasland assoziiert sind. Fehlende Arten werden in den 150 Grünlandparzellen der Exploratorien gesammelt und für jede von ihnen werden Signaturprofile für stabile C- und N-Isotope analysiert. Artenisotopensignaturen werden in einem Biplot dargestellt, um trophischen Nischen über trophische Ebenen hinweg entlang eines ökologischen Landnutzungsgradienten analytisch zu bewerten.Ich gehe davon aus, dass bei reduzierter Ressourcenvielfalt und -verfügbarkeit in intensiv bewirtschafteten Flächen die Größe und Variation der trophischen Nischen ebenfalls geringer sein und mit der Intensität der Landnutzung abnehmen werden. Dieser neuartige Datensatz wird die bestehenden ergänzen und zusammen werden sie neue Einblicke in Kaskadeneffekte in Nahrungsnetzen aufgrund von Landnutzungsmanagement ermöglichen. TrophNich ist eine systemweite Integration über trophische Ebenen in Landschaften, die aufgrund der Landnutzung unter Stress stehen, die wertvolle Einblicke in die zugrunde liegende Dynamik von organismischen Interaktionen und die Ökologie der Landnutzung liefern wird.
<p> <p>Die Höhe des Fleischkonsums und der Marktanteil von Biolebensmitteln sind zentrale Kennzahlen für eine umweltgerechte und nachhaltige Ernährung. Auch die Marktzahlen für MSC-gelabelten Fisch und für Fairtrade-Siegel geben Auskunft darüber, wie wichtig uns ökologische und soziale Kriterien bei der Ernährung sind. Die Senkung von Lebensmittelabfällen ist ein wichtiges umweltpolitisches Ziel.</p> </p><p>Die Höhe des Fleischkonsums und der Marktanteil von Biolebensmitteln sind zentrale Kennzahlen für eine umweltgerechte und nachhaltige Ernährung. Auch die Marktzahlen für MSC-gelabelten Fisch und für Fairtrade-Siegel geben Auskunft darüber, wie wichtig uns ökologische und soziale Kriterien bei der Ernährung sind. Die Senkung von Lebensmittelabfällen ist ein wichtiges umweltpolitisches Ziel.</p><p> Fleischkonsum: ein bisschen weniger <p>Der Fleischverzehr in Deutschland lag viele Jahre konstant hoch bei etwa 60 kg pro Person und Jahr. Im Jahr 2025 lag er bei 54,9 kg (siehe Abb. „Fleischverzehr in Deutschland“). Damit liegt er allerdings in Bezug auf die Empfehlungen der <a href="https://www.dge.de/gesunde-ernaehrung/gut-essen-und-trinken/dge-empfehlungen/#c6397">Deutschen Gesellschaft für Ernährung</a> (DGE) (rund 15 kg pro Person und Jahr) immer noch deutlich zu hoch. Unter „Fleischverzehr“ wird die tatsächlich von Menschen verzehrte Menge erfasst. Bei Angaben zum „Fleischverbrauch“ sind hingegen auch Futtermittel, industrielle Verwertung und Schlachtabfälle wie Knochen enthalten. Die Werte ab 2010 wurden 2026 neu berechnet. Dadurch ergeben sich leichte Abweichungen zu früher veröffentlichten Zahlen.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/2_Abb_Fleischverzehr_2026-07-22.png"> </a> <strong> Fleischverzehr in Deutschland </strong> Quelle: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_Abb_Fleischverzehr_2026-07-22.pdf">Diagramm als PDF (96,11 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_Abb_Fleischverzehr_2026-07-22.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (144,83 kB)</a></li> </ul> </p><p> Biolebensmittel: stetiges Wachstum <p>Nimmt man die beiden außergewöhnlichen Corona-Jahre 2020 und 2021 heraus, zeigt sich bei Biolebensmitteln seit Jahren sowohl bei Umsätzen als auch bei Marktanteilen ein stetiges Wachstum in kleinen Schritten (siehe Abb. „Umsatz und Marktanteil von Biolebensmitteln“). Um bis 2030 das Ziel von 30 % Marktanteil zu erreichen, müsste das in 2020 erzielte Umsatzwachstum in Höhe von rund 25 % bis 2030 aufrechterhalten werden.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/3_Abb_Biolebensmittel_2026-07-22.png"> </a> <strong> Umsatz und Marktanteil von Biolebensmitteln </strong> Quelle: Bund Ökologische Lebensmittelwirtschaft (BÖLW) Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_Abb_Biolebensmittel_2026-07-22.pdf">Diagramm als PDF (53,83 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_Abb_Biolebensmittel_2026-07-22.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (41,52 kB)</a></li> </ul> </p><p> Fairtrade-Lebensmittel: Wachstum in der Nische <p>Der Umsatz mit Fairtrade-Lebensmittel hat sich seit 2008 auf fast 3 Mrd. Euro bis 2025 vervielfacht. Der Marktanteil am gesamten Lebensmittelmarkt lag 2025 bei 1,0 % (siehe Abb. „Umsatz und Marktanteil von Fairtrade-Lebensmitteln“). Viele Fairtrade-Produkte sind auch biozertifiziert. So hatten 67 % der Fairtrade-Bananen und 75 % des Fairtrade-Kaffees im Jahr 2025 auch ein Biolabel (<a href="https://mediathek.fairtrade-deutschland.de/collections/jahresberichte">Fairtrade Deutschland</a>).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/4_Abb_Fairtrade_2026-07-22.png"> </a> <strong> Umsatz und Marktanteil von Fairtrade-Lebensmitteln </strong> Quelle: Transfair in Bewegung - Jahres- und Wirkungsbericht 2008-2021 (Fairtrade Deutschland); Marktanteile: Statistisches Bundesamtt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_Abb_Fairtrade_2026-07-22.pdf">Diagramm als PDF (51,80 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_Abb_Fairtrade_2026-07-22.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (42,37 kB)</a></li> </ul> </p><p> MSC- und ASC-Fisch: Im Massenmarkt zu Hause <p>Der Absatz von Fischprodukten aus nachhaltiger Fischerei mit <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/msc">MSC</a>-Label (Wildfang) betrug 2024 rund 220.000 Tonnen, was einem Marktanteil von rund 58 % entspricht (siehe Abb. „Absatz von Fischprodukten mit MSC- und ASC-Label“ und „Marktanteil von Fischprodukten mit MSC- und ASC-Label“). Vom ASC-Label liegen für 2023 und 2024 keine gesonderten Marktzahlen vor. </p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/5_Abb_Absatz-Fischprodukte_2026-07-22.png"> </a> <strong> Absatz von Fischprodukten mit ASC- und MSC-Label (nach Kategorien) </strong> Quelle: ASC/MSC-Marktbericht Deutschland 2023 Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/5_Abb_Absatz-Fischprodukte_2026-07-22.pdf">Diagramm als PDF (54,46 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/5_Abb_Absatz-Fischprodukte_2026-07-22.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (37,14 kB)</a></li> </ul> </p><p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/6_Abb_Marktanteil-Fischprodukte_2026-07-22.png"> </a> <strong> Marktanteil von Fischprodukten mit ASC- und MSC-Label (Absatz) </strong> Quelle: ASC/MSC-Marktbericht Deutschland 2023 Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/6_Abb_Marktanteil-Fischprodukte_2026-07-22.pdf">Diagramm als PDF (90,71 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/6_Abb_Marktanteil-Fischprodukte_2026-07-22.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (33,92 kB)</a></li> </ul> </p><p> Vermeidbare Lebensmittelabfälle: Zu gut für die Tonne <p>Gemäß einer Studie der <a href="https://www.zugutfuerdietonne.de/fileadmin/zgfdt/inhalt/Service/Studien/Zusammenfassung_GfK_2020_LMA_in_privaten_Haushalten.pdf">GfK</a> fielen 2020 in privaten Haushalten durchschnittlich 22,4 kg vermeidbare Lebensmittelabfälle pro Person an. Dies entspricht einem Einkaufswert von knapp 70 Euro. Einpersonenhaushalte werfen dabei mehr Lebensmittel weg als Mehrpersonenhaushalte (32 kg gegenüber 18 kg pro Person und Jahr). Es werden vor allem leicht verderbliche Lebensmittel weggeschmissen (siehe Abb. „Vermeidbare Lebensmittelabfälle in privaten Haushalten, Anteile nach verschiedenen Lebensmitteln“).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/7_abb_lebensmittelabfaelle_2022-05-30.png"> </a> <strong> Vermeidbare Lebensmittelabfälle in privaten Haushalten, Anteile nach verschiedenen Lebensmitteln </strong> Quelle: Gesellschaft für Konsumforschung Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/7_abb_lebensmittelabfaelle_2022-05-30.pdf">Diagramm als PDF (39,71 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/7_abb_lebensmittelabfaelle_2022-05-30.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (32,69 kB)</a></li> </ul> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>
Die morphologischen Merkmale einer Vogelart stellen häufig eine langfristige Reaktion auf den ökologischen Druck in ihrem Lebensraum dar. Mit der Evolution der Ökosysteme passen sich auch die Merkmale der Arten an, um die eröffneten Nischen zu füllen. Untersuchungen der Morphologie einer Art könnten daher Aspekte ihrer Ökologie klären und eine genauere Darstellung der Umweltbedingungen bieten, als durch ein direkteres Messen der ökologischen Nischen erreicht werden könnte. In dieser Studie untersuchen wir die Entwicklung ökomorphologischer Merkmale in acht Vogelfamilien. Wir kombinieren makroökologische und makroevolutionäre Perspektiven, um ein verbessertes Verständnis der Prozesse zu erzielen, die die Evolution der ökologischen Nischen gestalten. Letztlich wollen wir damit feststellen, ob es einen Zusammenhang zwischen der Entwicklung der klimatischen Nischen und den ökomorphologischen Merkmalen gibt. Die Ergebnisse dieses Projekts können verwendet werden, um ökologische Reaktionen auf Umweltveränderungen vorherzusagen (z.B. Verbreitungsänderungen). Darüber hinaus kann diese Studie wichtige Informationen zur Geschwindigkeit der Entwicklung dieser Merkmale in aktuellen Nischen bereitstellen und unser Verständnis der Prozesse, die diese Entwicklung beeinflussen, erweitern. Zusätzlich können die Ergebnisse dieser Studie für die Erhaltung gefährdeter Arten angewandt werden, indem das Hauptaugenmerk auf eine zentrale Nische gesetzt wird, in der die Art voraussichtlich weiterhin existieren wird, statt sich auf einen sehr variablen Teil der Nische mit hoher interspezifischer Konkurrenz zu konzentrieren. Dieses Projekt wird als Kooperation zwischen dem Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum in Frankfurt (BiK-F) und dem Zoologischen Forschungsmuseum Alexander Koenig (ZFMK) durchgeführt, wobei der Großteil der Daten an Exemplaren der Sammlung des ZFMK gesammelt wird.
Mit der Unterzeichnung des UNEP Minamata Vertrages in 2013 haben Regierungen weltweit die Gefahr und Toxizität von Quecksilber (Hg) anerkannt und Maßnahmen zur Kontrolle und Reduzierung von Hg festgelegt. Obwohl Quecksilber in der Umweltforschung schon seit Jahrzehnten ein wichtiges Thema ist, gibt es noch offene Fragen zu den grundlegendsten Prozessen im globalen Hg Kreislauf und auch bezüglich der Transformation von Hg Spezies. Der Anteil von Hg aus hydrothermalen Quellen könnte einer der bedeutsamsten, natürlichen Beiträge zum globalen Hg Kreislauf sein, jedoch unterscheiden sich die Schätzungen um mehrere Größenordnungen von 20 bis 2000 t pro Jahr. Es gibt, wenngleich widersprüchliche, Daten über Hg Konzentrationen in hydrothermalen Quellen in der Tiefsee, wogegen hydrothermale Quellen in flacher, küstennaher Umgebung bisher jedoch ignoriert wurden. Gerade diese haben jedoch einen großen Einfluss auf die chemische Zusammensetzung der biologisch wichtigen Küstengewässer. Hydrothermale Quellen setzen nicht nur giftige Verbindungen frei, wie z.B. Schwefelwasserstoff und Arsenverbindungen, sondern liefern auch Nährstoffe wie Eisen und Kohlenstoffverbindungen und sind dadurch eine ökologische Nische für Organismen. Obwohl einige Studien diese hydrothermalen Systeme im Flachwasser als eine mögliche Quelle für Hg thematisierten waren die Ergebnisse nicht zufriedenstellend. Ein Grund könnte die herausfordernde Matrix der hydrothermalen Lösungen sein, sowie eine unzureichende Datenlage um Aussagen über den Gesamteintrag von Hg zu treffen. Noch wichtiger als die Gesamtmenge des Hg Eintrages ist die Verteilung der individuellen Hg-Spezies. Eine fundamentale Transformation ist die Methylierung von Quecksilber (MeHg) und die daraus resultierende Verstärkung der Toxizität. MeHg bioakkumuliert und biomagnifiziert sich innerhalb der marinen Nahrungskette und damit auch letztlich im Menschen. Die Methylierung von Quecksilber ist ein ozeanweites Phänomen. Die niedrigen Konzentrationen von Hg im offenen Gewässer machen das genaue Erforschen dieser biologisch-chemischen Reaktion jedoch schwierig. Hier können hydrothermale Quellen im Flachwasser als natürliche Laboratorien genutzt werden um die Umwandlungsraten von Hg-Spezies und deren Abhängigkeit von Umwelt Faktoren zu bestimmen. Dementsprechend schlagen wir vor, die Speziierung und den Eintrag von Hg für Flachwasser-Hydrothermalsysteme zu bestimmen, um damit bessere Schätzungen für den globalen Quecksilber Kreislauf zu bekommen. Die geplante Arbeit besteht aus 4 Teilen: (1) Probenahme an ausgewählten Standorten, (2) Vollständige Charakterisierung der freigesetzten Hg-Spezies (anorganisches Hg, MeHg und elementares Hg), (3) Bestimmung der Methylierungsrate und (4) eine Schätzung der mengenmäßigen Freisetzung von totalem und methyliertem Hg.
Das Projekt BE-Cult wird sich mit der Biodiversität von nitratammonifizierenden (syn. Dissimilatorischen Nitrat-zu-Ammoniumreduzierenden, DNRA) Bakterien in Böden von wenig und intensiv genutzten Grünländern der Biodiversitätsexploratorien (BEs) an allen Grünland-VIPs (very intensively studied plots) beschäftigen. Die Funktion Stickstoff (N) durch DNRA-Bakterien im Boden zu halten, wurde lange Zeit nur wenig wahrgenommen und die quantitative Rolle bei der Lachgas-Freisetzung aus Böden nicht untersucht. Aus diesem Grund gibt es umfassende Informationen zur Biodiversität und Ökophysiologie von denitrifizierenden aber nicht zu DNRA-Boden- Mikroorganismen. Die Konsequenz dieser historischen Entwicklung ist, dass heute wenig über die Ökophysiologie und Bedeutung der DNRA Bakterien im N-Kreislauf terrestrischer Ökosysteme bekannt ist. Im Gegensatz zu den DNRA-Bakterien, bilden Dentrifikanten N-haltige Gase als Endprodukt ihres Stoffwechsels, die substantiell zum N-Verlust in Böden beitragen. Dahingegen reduzieren DNRA Bakterien Nitrat hauptsächlich zu Ammonium, das im Boden verbleibt und als wichtiger Pflanzennährstoff dient. Beide Bakteriengrupppen bilden das potente Treibhausgas Lachgas und tragen damit zur globalen Erwärmung bei. Das Hauptanliegen des Projektes BE-Cult ist es den Einfluss der Landnutzungsintensität auf diese wichtigen Mikroorganismen im N-Kreislauf von Böden zu untersuchen. In einem Hochdurchsatz-Kultivierungs-Ansatz (einschl. MALDI TOF MS für eine schnelle Stammidentifikation und verschiedene Tests zur physiologischen Charakterisierung des Nitrat- Stoffwechsels) werden über 10.000 Reinkulturen charakterisiert und entsprechend ihrer Phylogenie und Nitrat-Physiologie gruppiert. Aus dieser Stammsammlung werden 100 Isolate genom-sequenziert. Basierend auf den genomischen Informationen werden PCR-Primer funktioneller Genmarker entwickelt und verbessert um dann die funktionellen Genmarker in DNA-Extrakten der Grünland-VIPs zu quantifizieren. Zusammen mit Partnern in den BEs wird die relative Bedeutung der DNRA-Bakterien (insbesondere ihrer relativen Aktivität im Vergleich zu Denitrifikanten) in Meta-Transkriptom Datensätzen evaluiert. Letztendlich werden die so gewonnen Daten in multivariaten Analysen bestehend aus funktionellen Genmarker-Abundanzen, physiologischen 'traits' und auch abiotischen wie biotischen Parametern verwendet um die Verteilungsmuster von DNRA Bakterien in Böden zu erklären und ihre ökologischen Nischen besser definieren zu können.
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.
Sinnesleistungen spiegeln häufig Anpassungen an die ökologische Nische einer Spezies wider. Während es im visuellen und im auditorischen System zahlreiche Beispiele für solche evolutiven Adaptationen gibt, sind Nachweise über entsprechende Spezialisierungen der chemischen Sinne, zumindest bei Vertebraten, bislang rar. Daher ist es Ziel des geplanten Projektes, auf Verhaltensebene zu untersuchen, ob es auch beim Geruchs- und Geschmackssinn einen Zusammenhang zwischen dem sensorischen Leistungsspektrum einer Spezies und ihrer Lebensweise gibt. Angesichts der engen funktionellen Verknüpfung von Chemoperzeption und Ernährung sind solche Anpassungen gerade in diesem Kontext zu erwarten und sollen daher einen Schwerpunkt der Untersuchungen bilden. Nicht-menschliche Primaten sind - trotz ihres Nimbus als 'typische Augentiere' - für diese Fragestellung eine besonders gut geeignete Tiergruppe, da sie neben Nahrungsgeneralisten eine große Vielfalt von Nahrungsspezialisten umfassen. Durch einen vergleichenden Ansatz, der neben verschiedenen Primatenarten auch Kaninchen - als Prototyp eines herbivoren Säugetiers - einschließt, soll zudem geprüft werden, ob die ökologische Nische einer Spezies oder ob die Nähe ihrer stammesgeschichtlichen Verwandtschaft zu anderen Arten entscheidend für Parallelen bzw. Unterschiede in olfaktorischen und gustatorischen Sinnesleistungen ist.
Adaptive Radiation - die schnelle Diversifizierung eines gemeinsamen Vorfahren in nah verwandter Arten als Folge der Anpassung an verschiedene ökologische Nischen - ist der Prozess, der einen Großteil des taxonomischen und phänotypischen Reichtums auf der Erde generierte. Einige der bekanntesten Beispiele sind Darwinfinken des Galápagos Archipel, Anolis-Eidechsen auf den karibischen Inseln und Buntbarsche in den ostafrikanischen Rift-Seen. Das Einzigartige an diesen Seen ist, dass sie im Vergleich zu anderen insulären Systemen weitere potentielle adaptive Radiation enthalten. Diese sind jedoch nicht ausreichend studiert, und ihre Anpassungsfähigkeit und schnelle Diversifizierung wurden noch nicht nachgewiesen, so dass eine integrative Untersuchung dieser Gruppen und der Rolle der Umwelt für adaptiven Radiation erforderlich ist.Dieser Projektvorschlage zielt darauf ab, Informationen der Fossilienbestände und paläoökologische Daten aus drei ICDP-Projekten in Kombination mit einer gründlichen Untersuchung der Phylogenie (Stammbaum), Morphologie und Ökologie rezenter Arten von Diatomeen (Kieselalgen) des Tanganjika-, Malawi- und Challa-See zu kombinieren, um eine Schlüsselfrage der Evolutionsbiologie zu beantworten: Bewirken bestimmte Umweltbedingungen parallele adaptive Radiation in mehreren Taxa?Ich schlage die Konzentration auf vier Diatomeengattungen mit einem bekannten hohen Artenreichtum und einer phänotypischen Vielfalt vor. Vorläufige Analysen des gut erhaltenen Fossilienbeständs, einschließlich mehrerer ausgestorbener und unbeschriebener Arten, sowie zeitlich kalibrierte molekularer Phylogenien, lassen auf eine gemeinsame Abstammung und eine rasche Diversifizierung schließen. Dies ist sowohl mit der Geschichte der Seen als auch mit dem Alter der adaptiven Radiation der Buntbarsche vereinbar. Ich werde testen, ob die Kriterien der adaptiven Radiation für Diatomeen erfüllt sind und ob die Artbildung und phänotypische Differenzierung auf in den Bohrkernen dokumentierten paläoökologischen Veränderungen beruhen.Dieses Projekt bietet die einzigartige Möglichkeit zu ergründen, ob diese Seen tatsächlich parallele adaptive Radiation in verschiedenen Organismen beherbergen, was im Vergleich zu anderen insulären Systemen ein herausragendes Merkmal wäre. Darüber hinaus würde ich auch in der Lage sein, gemeinsame zugrunde liegende Triebkräfte für evolutionäre Radiationen zu identifizieren. Die integrative Analye rezenter und ausgestorbener Arten sollte eine genaueres Bild der evolutionäre Geschichte bieten. Die hier vorgeschlagenen methodischen Verbesserungen und das bessere Verständnis der Triebkräfte evolutionärer Radiationen sind für Evolutionsbiologen von großem Interesse. Dieses Projekt wird zum angedachten wissenschaftlichen Bohrprojekt des Tankanyika-See beitragen, indem Basisdaten ermittelt werden, welche eine entscheidende Voraussetzung für die Rekonstruktion der evolutionären und ökologischen Geschichte aquatischer Systeme sind.
Fragmentation of the natural environment has contributed to major biodiversity loss in South East Asia. Reptiles represent a significant biomass and occupy important functions in our ecosystem. However, these organisms are highly sensitive to relatively minor changes in temperature and habitat alteration. In this study we will investigate the effects of habitat fragmentation and potentially climate change on agamids at several sites in Southeast Asia. We will identify the species richness of agamids, their habitat use, and their diet. By using morphometrics, we aim to correlate morphology and habitat use and diet to explore the ecological niches these lizards occupy. We will also test for microhabitat preferences and optima to understand the ecological impacts on these species caused by forest fragmentation. We hope to use this approach to lay the foundations for macro-ecological modelling proving insights into future distributions and the impact of habitat connectivity.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 103 |
| Europa | 1 |
| Land | 16 |
| Weitere | 6 |
| Wissenschaft | 67 |
| Zivilgesellschaft | 3 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 97 |
| Text | 24 |
| unbekannt | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 24 |
| Offen | 98 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 108 |
| Englisch | 39 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 2 |
| Bild | 9 |
| Dokument | 11 |
| Keine | 75 |
| Webseite | 39 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 90 |
| Lebewesen und Lebensräume | 122 |
| Luft | 66 |
| Mensch und Umwelt | 122 |
| Wasser | 81 |
| Weitere | 117 |