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An ecotoxicological view on neurotoxicity assessment

The numbers of potential neurotoxicants in the environment are raising and pose a great risk for humans and the environment. Currently neurotoxicity assessment is mostly performed to predict and prevent harm to human populations. Despite all the efforts invested in the last years in developing novel in vitro or in silico test systems, in vivo tests with rodents are still the only accepted test for neurotoxicity risk assessment in Europe. Despite an increasing number of reports of species showing altered behaviour, neurotoxicity assessment for species in the environment is not required and therefore mostly not performed. Considering the increasing numbers of environmental contaminants with potential neurotoxic potential, eco-neurotoxicity should be also considered in risk assessment. In order to do so novel test systems are needed that can cope with species differences within ecosystems. In the field, online-biomonitoring systems using behavioural information could be used to detect neurotoxic effects and effect-directed analyses could be applied to identify the neurotoxicants causing the effect. Additionally, toxic pressure calculations in combination with mixture modelling could use environmental chemical monitoring data to predict adverse effects and prioritize pollutants for laboratory testing. Cheminformatics based on computational toxicological data from in vitro and in vivo studies could help to identify potential neurotoxicants. An array of in vitro assays covering different modes of action could be applied to screen compounds for neurotoxicity. The selection of in vitro assays could be guided by AOPs relevant for eco-neurotoxicity. In order to be able to perform risk assessment for eco-neurotoxicity, methods need to focus on the most sensitive species in an ecosystem. A test battery using species from different trophic levels might be the best approach. To implement eco-neurotoxicity assessment into European risk assessment, cheminformatics and in vitro screening tests could be used as first approach to identify eco-neurotoxic pollutants. In a second step, a small species test battery could be applied to assess the risks of ecosystems. Quelle: Verlagsinformation

Effect of temperature on growth, survival and respiratory rate of larval Allis shad Alosa alosa

Frozen Ark Projekt

Das Projekt "Frozen Ark Projekt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zoologisches Forschungsmuseum Alexander König - Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere durchgeführt. Over the next thirty years it is predicted that more than 1000 species of mammals, a quarter of the world's total, and a similar proportion of birds, amphibians and marine animals (both invertebrates and vertebrates) will go extinct. Thousands of invertebrate species have already disappeared after the destruction of their habitats. The Frozen Ark Project is a strategy to conserve the genetic resources of the world's endangered species. It is the animal equivalent of the the 'Millennium Seed Bank' created by Kew Gardens to conserve the seeds of the world's plants. The Ark's consortium is a network of research and conservation bodies, including zoos, aquaria, natural history museums and research laboratories around the world. The charity's office and laboratory is based within the University of Nottingham.

Effect of habitat fragmentation on reptiles in South East Asia

Das Projekt "Effect of habitat fragmentation on reptiles in South East Asia" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zoologisches Forschungsmuseum Alexander König - Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere durchgeführt. 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.

DNA barcoding of benthic invertebrates from Lake Sevan (Armenia)

Das Projekt "DNA barcoding of benthic invertebrates from Lake Sevan (Armenia)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zoologisches Forschungsmuseum Alexander König - Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere durchgeführt. Lake Sevan, the only large water reservoir within the South Caucasus, is under severe ecological pressure, and understanding the species composition of the lake and especially the rivers of its drainage basin is of central importance to inform natural resource management decisions in Armenia. Due to the limited capacity in the area for exact and fast taxonomic identification of benthic invertebrates, we started to compile a DNA barcode reference database of aquatic arthropods from the Lake Sevan drainage basin, spearheaded by Dr. Marine Dallakyan from Yerevan's Scientific Center of Zoology and Hydroecology (Armenian Academy of Sciences), whose first visit to ZFMK has been financed by DAAD. The project is closely linked to the efforts undertaken and planned within the GGBC(link is external) project. The project results are aimed at making future standardized assessment of aquatic biodiversity monitoring in Armenia and the Caucasus easier, faster, and more reliable.

Die Bedeutung von Fischereiabfällen und Erfahrung für das Verhalten und die Energetik von Seevögeln

Das Projekt "Die Bedeutung von Fischereiabfällen und Erfahrung für das Verhalten und die Energetik von Seevögeln" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Justus-Liebig-Universität Gießen, Institut für Tierökologie und Spezielle Zoologie - Tierökologie durchgeführt. Um die lückenhaft über große Flächen und oft unberechenbar verteilten Meeresressourcen zu nutzen, fliegen Albatrosse und Sturmvögel oft Hunderte von Kilometern pro Tag und füttern ihre Küken selten. In marinen Ökosystemen unter starkem anthropogenem Einfluss wird die Verfügbarkeit von Beute oft durch die Anwesenheit der Fischereifahrzeuge verändert, die große Mengen an Abfällen wie Innereien von verarbeitetem Fisch, Nichtzielarten und zu kleine Fische verwerfen. Dadurch erzeugen sie nicht nur eine vorhersehbare und reichliche Nahrungsquelle für Seevögel, sondern Fischerei-Abfälle erschließen Seevögeln auch den Zugriff auf demersale Organismen wie Bodenfische als neuartige Nahrungsquelle. In vielen fischreich genutzten Meeresgebieten stellen Abfälle daher einen großen Anteil der Nahrung von Seevögeln. Dies kann erhebliche Auswirkungen auf die Ernährungsökologie der Seevögel haben. Das Ziel der geplanten Studie ist es, unser Verständnis von Verhaltensanpassungen als Reaktion auf Änderungen in der Verfügbarkeit von Beute zu vertiefen. Wir schlagen dazu eine Fallstudie an Sturmtauchern Calonectris diomedea im Mittelmeer vor, einer Art, die sowohl natürliche Beute als auch Fischereiabfälle als Nahrung nutzt. Um das Ausmaß und die Auswirkungen der Nahrungsquellen zu bewerten, werden wir eine Kombination aus GPS-Tracking, Messungen der Stoffwechselrate mit 2 Methoden (Beschleunigungsdaten und Schwerwassermethode) und nicht-invasive genetische Nahrungsbestimmung verwenden. Wir werden untersuchen, ob die Nutzung der Fischereiabfälle durch die Sturmtaucher als Reaktion auf geringe Verfügbarkeit von ihrer natürlichen Beute auftritt oder ob diese Art sich an die neue Nahrungsquelle angepasst hat, und sie unabhängig von der Verfügbarkeit ihrer natürlichen Beute regelmäßig nutzt. Darüber hinaus werden wir erfahren und neue Brutpaare vergleichen, um zu bewerten, wie die Qualität von Alttieren dieses Verhalten beeinflusst, sowie die Energiebilanz der natürlichen Beute und von Fischereiabfällen vergleichen.

Genetische Ursachen des Schossens in Beta Arten und die Züchtung von Winterzuckerrüben

Das Projekt "Genetische Ursachen des Schossens in Beta Arten und die Züchtung von Winterzuckerrüben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung, Lehrstuhl Pflanzenzüchtung durchgeführt. Zuckerrüben sind zweijährige Pflanzen, die nach einer längeren Phase niedriger Temperaturen mit dem Schossen beginnen. Damit sind sie für eine Aussaat vor dem Winter ungeeignet. Schossresistente Winterrüben haben theoretisch ein deutlich höheres Ertragspotenzial und könnten so zu einer interessanten Alternative für die Rübenproduktion werden. Neulich wurden von uns zwei wesentliche Schossregulatoren identifiziert (BTC1 und BvBBX19). Vermutlich regulieren beide gemeinsam die Expression der stromabwärts gelegenen Blühgene BvFT1 und BvFT2. In diesem Projekt werden diese Schossregulatoren in Zusammenarbeit mit Projektpartnern im SPP1530 sowohl in Zuckerrübe als auch in transgenen Arabidopsis-Pflanzen funktionell analysiert. Während BTC1-überexprimierende Zuckerrüben mit einer Transgen-Kopie nach Winter schossen, ist in transgenen Pflanzen mit größer als 1 Kopie die BTC1-Expression nahezu vollständig herunterreguliert, so dass diese auch nach Winter nicht schossen. Als Grund vermuten wir Cosuppression des nativen Gens durch die neu hinzugefügten Kopien. Diese Ergebnisse stellen eine gute Grundlage für die Züchtung von Winterzuckerrüben dar. Innerhalb dieses Projektes werden Hybriden erzeugt, die über zwei BTC1- Transgene verfügen und in denen durch Cosuppression die Expression aller BTC1-Kopien stark herunter reguliert wird. Im Folgenden werden diese Hybriden in der Klimakammer, im halboffenen Gazehaus sowie unter Feldbedingungen über Winter angebaut. Parallel dazu werden in einem zweiten Experiment doppelt rezessive btc1 und Bvbbx19 Zuckerrüben mit einer deutlich ausgeprägten Schossverzögerung nach Winter erzeugt. Da diese Pflanzen nicht transgen sind, können sie ohne weiteres von Züchtern genutzt werden. Darüber hinaus ziehen wir Zuckerrüben unter standardisierten Bedingungen in einer Klimakammer an, um aus den Sproßmeristemen RNA zu isolieren. Diese Arbeiten sind Grundlage für ein Phylotranskriptom-Experiment, welches von dem Partner Prof. I. Grosse im Rahmen des SPP 1530 koordiniert wird.

Checkliste der Fische des Südpazifiks

Das Projekt "Checkliste der Fische des Südpazifiks" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Staatliches Museum für Naturkunde Stuttgart, Abteilung Zoologie durchgeführt.

Der Einfluss des Klimawandels auf die C-Bilanz von Photosynthese und Respiration in planktischen und benthischen Mikroalgen

Das Projekt "Der Einfluss des Klimawandels auf die C-Bilanz von Photosynthese und Respiration in planktischen und benthischen Mikroalgen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Leipzig, Institut für Biologie I, Abteilung Pflanzenphysiologie durchgeführt. Der biologische C-Kreislauf in der Antarktis unterliegt der Kontrolle der planktischen und benthischen Primärproduzenten. Die Menge an fixiertem Kohlenstoff hängt dabei nicht nur von deren photosynthetischer Aktivität ab, sondern auch von den Verlusten durch Respiration. Daher ist das Verhältnis von Photosynthese zu Respiration (rP/R) ein wichtiger Parameter den Einfluss des Klimawandels auf den antarktischen Kohlenstoffkreislauf abschätzen zu können, da aus Laborstudien bekannt ist, dass dieser Parameter empfindlich auf Umweltfaktoren reagiert. Allerdings sind quantitative Daten kaum verfügbar und Freilanddaten fehlen ganz. Das ist hauptsächlich einer methodischen Limitierung geschuldet, da sich zwar die Photosynthese Leistung über 14C, Sauerstoff oder Fluorometrie ermittelt lässt, sich die Atmung kaum oder nur mit hohem Aufwand erfassen lässt. In diesem Vorhaben soll zunächst gezeigt werden, wie hoch die Variabilität des Verhältnisses rP/R bei antarktischen Mikroalgen unter global change Bedingungen ist (steigende Temperatur, Eisenmangel. Mit diesen Daten kann dann in Modellrechnungen gezeigt werden, wie hoch der Fehler bei Primärproduktionsmessungen sein kann, wenn die Atmung nicht adäquat berücksichtigt wird. Danach soll eine Methode zur Messung der Atmung entwickelt werden, die ohne Gaswechsel und mit hohem Durchsatz im Freiland eingesetzt werden kann, um auch im Feld richtige rP/R Werte ermitteln zu können. Auf diese Weise können alle Teilprojekte, die sich mit klimawandel-abhängigen Veränderungen der antarktischen C-Bilanz beschäftigen, mit Zusatzinformationen versorgt werden, die den Wert der Daten deutlich steigern können.

Can the resistance and resilience of trees to drought be increased through thinning to adapt forests to climate change?

Das Projekt "Can the resistance and resilience of trees to drought be increased through thinning to adapt forests to climate change?" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Waldbau-Institut durchgeführt. Recent and predicted increases in extremely dry and hot summers emphasise the need for silvicultural approaches to increase the drought tolerance of existing forests in the short-term, before adaptation through species changes may be possible. We aim to investigate whether resistance during droughts, as well as the recovery following drought events (resilience), can be increased by allocating more growing space to individual trees through thinning. Thinning increases access of promoted trees to soil stored water, as long as this is available. However, these trees may also be disadvantaged through a higher transpirational surface, or the increased neighbourhood competition by ground vegetation. To assess whether trees with different growing space differ in drought tolerance, tree discs and cores from thinning experiments of Pinus sylvestris and Pseudotsuga menziesii stands will be used to examine transpirational stress and growth reduction during previous droughts as well as their subsequent recovery. Dendroecology and stable isotopes of carbon and oxygen in tree-rings will be used to quantify how assimilation rate and stomatal conductance were altered through thinning. The results will provide crucial information for the development of short-term silvicultural adaptation strategies to adapt forest ecosystems to climate change. In addition, this study will improve our understanding of the relationship between resistance and resilience of trees in relation to extreme stress events.

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