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Wozu bauen Coccolithophoriden eine Kalkschale? Dient sie zum Schutz gegen Fressfeinde und Pathogene?

Coccolithophoriden sind eine Gruppe von ca. 200-300 marinen Phytoplanktonarten, die in allen Weltmeeren vorkommt. Sie besitzen die besondere Fähigkeit eine Kalkschale (Coccosphäre) zu bauen, die sie aus vielen kleinen Kalkplättchen (Coccolithen) zusammensetzen. Aufgrund ihrer Fähigkeit zu kalzifizieren sind sie ein wichtiger Bestandteil im Klimasystem, denn die Produktion von Kalk nahe der Meeresoberfläche führt zu einem vertikalen Gradienten der Seewasseralkalinität, beschleunigt den Kohlenstoffexport in die Tiefsee und erhöht die Rückstrahlung von einfallender Sonnenenergie von der Erdoberfläche ins Weltall. Trotz intensiver Forschung an der Physiologie der Kalzifizierung und dessen biogeochemischer Relevanz konnten wir eine der entscheidenden Fragen immer noch nicht beantworten: Wozu bauen Coccolithophoriden eine Kalkschale? Die Beantwortung dieser Frage ist von außerordentlicher Bedeutung, denn solange wir nicht wissen wozu die Kalkschale dient können wir auch nicht vorraussagen in welchem Maße sich die durch die Ozeanversauerung zu erwartende Abnhame in der Kalzifizierung negativ auf die Fitness dieser Lebewesen in ihrem natürlichen Lebensraum auswirkt. In dem hier vorgestellten Projekt möchten wir die Frage nach der Bedeutung der Kalzifizierung erforschen, indem wir untersuchen ob die Coccosphäre einen Schutz gegen planktonische Räuber, Bakterien und Viren darstellt. Dazu haben wir eigens einen experimentellen Ansatz entwickelt wobei kalzifizierte und dekalzifizierte Coccolithophoridentzellen zusammen mit deren Fressfeinden und Pathogenen kultiviert werden. Dieser Ansatz erlaubt es uns folgende Fragestellungen zu untersuchen: 1) Sind kalzifizierte Zellen besser in der Lage sich gegen Fraß und Infektion zu schützen als Zellen ohne Coccosphäre? 2) Bevorzugen Fressfeinde und Pathogene solche Zellen, bei denen die Coccosphäre entfernt wurde, wenn ihnen beides angeboten wird? 3) Sind Wachstum und Reproduktion von Fressfeinden und Pathogenen verlangsamt, wenn sie kalzifizierte Zellen fressen oder infizieren?

Muschelkulturbezirke im Nationalpark Schleswig-Holsteinisches Wattenmeer 2020 Sept.

Der Datensatz beinhaltet die vom Ministerium für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume per Verordnung vom 17.03.2017 ausgewiesenen Miesmuschelkulturbezirke sowie die Änderungen vom 4.8.2020 und dem 1.9.2020 in den Küstengewässern Schleswig-Holsteins. | Prüfung: Inhaltlicher Abgleicht | Prüfungsbeschreibung: Vergleich mt Verordnungsangaben | Dateninhalt (Bild): Inhaltlicher Abgleicht

Umweltprobenbank des Bundes (German Environmental Specimen Bank)

Die Umweltprobenbank des Bundes (UPB) mit ihren Bereichen Bank für Umweltproben und Bank für Humanproben ist eine Daueraufgabe des Bundes unter der Gesamtverantwortung des Bundesumweltministeriums sowie der administrativen und fachlichen Koordinierung des Umweltbundesamtes. Es werden für die Bank für Umweltproben regelmäßig Tier- und Pflanzenproben aus repräsentativen Ökosystemen (marin, limnisch und terrestrisch) Deutschlands und darüber hinaus für die Bank für Humanproben im Rahmen einer Echtzeitanalyse Blut-, Urin-, Speichel- und Haarproben studentischer Kollektive gewonnen. Vor ihrer Einlagerung werden die Proben auf eine Vielzahl an umweltrelevanten Stoffen und Verbindungen (z.B. Schwermetalle, CKW und PAH) analysiert. Der eigentliche Wert der Umweltprobenbank besteht jedoch in der Archivierung der Proben. Sie werden chemisch veränderungsfrei (über Flüssigstickstoff) gelagert und somit können auch rückblickend Stoffe untersucht werden, die zum Zeitpunkt ihrer Einwirkung noch nicht bekannt oder analysierbar waren oder für nicht bedeutsam gehalten wurden. Alle im Betrieb der Umweltprobenbank anfallenden Daten und Informationen werden mit einem Datenbankmanagementsystem verwaltet und aufbereitet. Hierbei handelt es sich insbesondere um die biometrischen und analytischen Daten, das Schlüsselsystem der UPB, die Probenahmepläne, die Standardarbeitsanweisungen (SOP) zu Probenahme, Transport, Aufbereitung, Lagerung und Analytik und die Lagerbestandsdaten. Mit einem Geo-Informationssystem werden die Karten der Probenahmegebiete erstellt, mit denen perspektivisch eine Verknüpfung der analytischen Ergebnisse mit den biometrischen Daten sowie weiteren geoökologischen Daten (z.B. Daten der Flächennutzung, der Bodenökologie, der Klimatologie) erfolgen soll. Ausführliche Informationen und eine umfassende Datenrecherche sind unter www.umweltprobenbank.de abrufbar.

Die Oder - vier Jahre nach der Umweltkatastrophe von August 2022

Im Sommer 2022 trat ein massives Sterben von Fischen, Muscheln und weiterer Wasserorganismen in der polnischen Oder auf, das sich flussabwärts bis nach Deutschland fortsetzte. Auslöser war die Massenvermehrung einer salzliebenden und giftbildenden Brackwasseralge (Prymnesium parvum). Das gesamte Ökosystem der Oder wurde durch diese Umweltkatastrophe stark geschädigt. Aufgrund der nationalen und länderübergreifenden Bedeutung sowie der Folgen für das Ökosystem und für die Fischerei an der Oder wurde das „Sonderuntersuchungsprogramm zur Umweltkatastrophe in der Oder“ initiiert, in dem die Ursachen der toxischen Algenmassenentwicklung, die ökologischen Folgen und der Verlauf der bisherigen Regeneration des Fluss-Aue-Ökosystems nach der Katastrophe erfasst wurden.

Eulitorale Muschelbänke im Nationalpark Schleswig-Holsteinisches Wattenmeer 2008, kombinierte Karte

Kombinierte Karte aus den Begehungen und der Luftbildauswertung, Flächenshape | Weitere Informationen: Erstellt Bioconsult 27.7.2012 | Prüfung: Lageprüfung | Prüfungsbeschreibung: Laden der Daten, prüfen ob die Lage der Objekte plausibel ist | Dateninhalt (Bild): Lageprüfung

SeeWandel Klima: Modellierung der Folgen von Klimawandel und Neobiota für den Bodensee, Teilprojekt 1: Vergangene Klimaänderungen im Bodensee - Lehren für die Zukunft

SeeWandel-Klima: Modellierung der Folgen von Klimawandel und Neobiota für den Bodensee SeeWandel-Klima hat zum Ziel, aktualisierte Vorhersagen der Folgen des Klimawandels - unter Einbezug der Auswirkungen von invasiven Arten - auf das Ökosystem Bodensee und dessen nachhaltige Nutzung zu liefern. Die Projektarbeiten in SeeWandel-Klima sind in 9 Teilprojekten organisiert. Zentral sind Modellierungsarbeiten, mit dem Ziel komplexe Folgen von Faktoren wie Klimaänderungen und invasiven Arten sowie deren Zusammenspiel für das Ökosystem Bodensee und dessen Nutzung vorhersagen zu können. Die dafür notwendige Bereitstellung robuster Parameter und Erkenntnisse zur Entwicklung solch prognosefähiger Modellsysteme erfolgt seitens verschiedener Teams von Forschenden. Teilprojekt 1: Vergangene Klimaänderungen im Bodensee – Lehren für die Zukunft Seesedimente sind ein hochauflösendes Archiv für Umweltänderungen, die nicht mit historischen Quellen und mit Messdaten belegt sind. Sie können darum helfen, das Ausmaß heute beobachteter Veränderungen besser zu verstehen, um sich auf zukünftige Veränderungen sinnvoll vorzubereiten. Das Teilprojekt wird erstmalig eine detaillierte Hochwasserchronologie des Bodensees und damit der Niederschlagshistorie seines alpinen Einzugsgebietes erarbeiten. Heute verwendbare neue Untersuchungsmethoden sollen gezielt genutzt werden, um die Hochwassergeschichte des Bodensees und Alpenrheins mit hohem Detaillierungsgrad in prähistorische Zeiträume zu verlängern. Damit lassen sich extreme Hochwasserereignisse und Jahre mit sehr geringen Zuflüssen durch den Alpenrhein identifizieren. Untersuchungen von Sedimentkernen sind zudem der einzig mögliche Ansatz, um Informationen zum Ökosystem Bodensee aus messtechnisch nicht erfassten Zeiträumen zu gewinnen, und von historischen menschlichen Aktivitäten (Landnutzung, Wasserkraft, Wasserbau, Eutrophierung) unbeeinflusste Zeiträume zu analysieren. So lässt sich aus der Vergangenheit für die zukünftige Entwicklung lernen, um eine nachhaltige Entwicklung zu ermöglichen. Die Brücke in die Ökosysteme der Vergangenheit bilden Schalen von Kieselalgen, Muschelkrebsen und Reste von Cladoceren, die über tausende Jahre im Sediment erhalten sein können und seit etwa 50 Jahren regelmäßig im Wasser untersucht werden. Diese Organismenreste werden in einzelnen Zeitabschnitten im Sediment bestimmt und nach Möglichkeit mit eDNA-Untersuchungen ergänzt. Ziel 1: Eine aus Sedimenten abgeleitete Hochwasserchronologie für die letzten 5000 Jahren soll als Grundlage für Hochwasserstatistiken und -gefährdungen am Bodensee etabliert werden. Ziel 2: Die Reaktion der aquatischen Lebensgemeinschaften auf von menschlichen Aktivitäten unbeeinflusste Klimaveränderungen der Vergangenheit soll für die Bewertung der heute beobachteten Veränderungen erfasst werden.

Eulitorale Muschelbänke im Nationalpark Schleswig-Holsteinisches Wattenmeer 2011, Begehungsergebnisse Muschelbänke

Karte aus den Begehungen, Flächenshape 2011 | Weitere Informationen: Erstellt Bioconsult 2014 | Prüfung: Lageprüfung | Prüfungsbeschreibung: Laden der Daten, prüfen ob die Lage der Objekte plausibel ist | Dateninhalt (Bild): Lageprüfung

Symbiosen von chemoautotrophen Bakterien mit marinen Invertebraten (Muscheln, Wuermer) aus sulfidreichen Biotopen (Abwasserausfluesse, Mangrovensuempfe, heisse Tiefseequellen)

Es ist eine Symbiose von chemoautotrophen Bakterien mit Invertebraten gefunden worden, d.h. Bakterien leben im Gewebe der Wirte (z.B. Muschelkiemen oder Wurmgewebe das dem Chloragog entspricht), fixieren Carbondioxid zur Synthese von organischer Substanz und oxidieren Sulfid. Sie ermoeglichen es dem Wirt somit, den Magen-Darm-Trakt voellig zu reduzieren bis in einigen Vertretern keine Spur davon mehr vorhanden ist. Die Verbreitung dieser Symbiose, ihre Bedeutung fuer die Oekologie und die Erforschung von Nahrungsketten wird mit biochemischen Methoden untersucht. Sie scheint viel verbreiteter zu sein als zunaechst angenommen und wird bedeutende Erkenntnisse ueber Ueberlebensweisen von Tieren liefern.

Size-frequency data of Macoma balthica from Oderbank, Baltic Sea, in June 2021

In the framework of research on impacts of trawling in the western Baltic Sea (DAM pilot mission MGF Baltic Sea), we investigated the population structure of the benthic key species Macoma balthica by measuring shell length to provide the size-frequency distribution in the marine protected area of Oderbank in the Southern Baltic Sea from June 2021. We obtained samples using vanVeen grabs inside the marine protected areas and reference areas nearby.

Images for AI-based models for the identification of European Vertigo species and of land snails from Tenerife, Canary Islands

This data set comprises images of land snails that were taken for the development of Artificial Intelligence (AI)-based models for the identification of 1) European Vertigo species, and 2) land snails from Tenerife, Canary Islands. The images were taken as part of the Training Artificial Intelligence Models for Land Snail Identification (TrAILSID) project (https://tettris.eu/2024/10/11/trailsid-training-artificial-intelligence-models-for-land-snail-identification), which is part of the initiative Transforming European Taxonomy through Training, Research and Innovations (TETTRIs) funded by the European Union. The first subproject provides 1916 images of the 17 European Vertigo species and Columella edentula, Pupilla muscorum, and Sphyradium doliolum as similar species. The genus Vertigo comprises small terrestrial gastropods, which are often difficult to identify, including species listed in the EU Habitats and Species Directive. This directive requires the surveillance of these species to determine whether a favourable conservation status has been achieved. The images of Columella edentula, Pupilla muscorum, and Sphyradium doliolum, were added to the dataset for the development of the AI model for species identification so that the AI model can recognize that a specimen does not belong to Vertigo. The second subproject provides 5592 images of 106 land snail species occurring on Tenerife, Canary Islands. Endemic terrestrial gastropods in the Canary Islands, which are part of the Mediterranean biodiversity hotspot, are often under threat due to ongoing changes in land use, urbanisation, and an increase in stochastic events such as droughts or wildfires. They are also under threat due to the introduction of foreign species with high invasive potential, which are also represented in the dataset. Images of Vertigo pygmaea, which also occurs on Tenerife, were added to the Tenerife dataset from the Vertigo dataset for the development of the AI model for species identification of species from Tenerife. Note that not all figured specimens are from Tenerife. Photographs were taken of shells housed in the collections of the Zoological Museum of the Leibniz Institute for the Analysis of Biodiversity (ZMH), the Museum of Nature and Archeology Santa Cruz de Tenerife (TFMCMT), the Natural History Museum Bern (NMBE), the Natural History Museum Gothenburg (NMG), the Natural History Museum London (NHMUK), the National Museum Wales (NMW), as well as land snails from Tenerife, Canary Islands. This data set comprises images of land snails that were taken for the development of Artificial Intelligence (AI)-based models for the identification of 1) European Vertigo species, and 2) land snails from Tenerife, Canary Islands. The images were taken as part of the Training Artificial Intelligence Models for Land Snail Identification (TrAILSID) project (https://tettris.eu/2024/10/11/trailsid-training-artificial-intelligence-models-for-land-snail-identification), which is part of the initiative Transforming European Taxonomy through Training, Research and Innovations (TETTRIs) funded by the European Union. The first subproject provides 1916 images of the 17 European Vertigo species and Columella edentula, Pupilla muscorum, and Sphyradium doliolum as similar species. The genus Vertigo comprises small terrestrial gastropods, which are often difficult to identify, including species listed in the EU Habitats and Species Directive. This directive requires the surveillance of these species to determine whether a favourable conservation status has been achieved. The images of Columella edentula, Pupilla muscorum, and Sphyradium doliolum, were added to the dataset for the development of the AI model for species identification so that the AI model can recognize that a specimen does not belong to Vertigo. The second subproject provides 5592 images of 106 land snail species occurring on Tenerife, Canary Islands. Endemic terrestrial gastropods in the Canary Islands, which are part of the Mediterranean biodiversity hotspot, are often under threat due to ongoing changes in land use, urbanisation, and an increase in stochastic events such as droughts or wildfires. They are also under threat due to the introduction of foreign species with high invasive potential, which are also represented in the dataset. Images of Vertigo pygmaea, which also occurs on Tenerife, were added to the Tenerife dataset from the Vertigo dataset for the development of the AI model for species identification of species from Tenerife. Note that not all figured specimens are from Tenerife. Photographs were taken of shells housed in the collections of the Zoological Museum of the Leibniz Institute for the Analysis of Biodiversity (ZMH), the Museum of Nature and Archeology Santa Cruz de Tenerife (TFMCMT), the Natural History Museum Bern (NMBE), the Natural History Museum Gothenburg (NMG), the Natural History Museum London (NHMUK), the National Museum Wales (NMW), as well as the private research collections of Klaus Groh (KG), Stefan Meng (SM), Marco T. Neiber (MTN), and Frank Walther (FW). The photographs were taken by staff from the Malacology Section of the Zoological Museum at the Leibniz Institute for the Analysis of Biodiversity (LIB): Till Cunow, Bernhard Hausdorf, Marco T. Neiber, Elicio Tapia, and Mareike Ulrich. The AI-based models for the identification of 1) European Vertigo species, and 2) land snails from Tenerife, Canary Islands are developed by Rita Pucci and Vincent Kalkman at Naturalis, Leiden, and will be made accessible by them. The image recognition models for the European species of the genus Vertigo and the terrestrial mollusc of Tenerife were created by Rita Pucci (Naturalis Biodiversity Center/LIACS) and can be downloaded for deployment from Gitlab. The models are also deployed on ARISE: Classification model for the genus Vertigo: https://gitlab.com/arise-biodiversity/DSI/algorithms/tettris-classification-vertigo Classification model for the terrestrial mollusc of Tenerife https://gitlab.com/arise-biodiversity/DSI/algorithms/tettris-classification-tenerife Contacts Marco T. Neiber Originator Leibniz Institute for the Analysis of Biodiversity Change Martin-Luther-King-Platz 3 20146 Hamburg Germany mneiber@hotmail.de https://orcid.org/0000-0001-5974-5013 Bernhard Hausdorf Originator · Administrative point of contact Leibniz Institute for the Analysis of Biodiversity Change Martin-Luther-King-Platz 3 20146 Hamburg Germany b.hausdorf@leibniz-lib.de https://orcid.org/0000-0002-1604-1689

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