Das Projekt "Die Auswirkung des Donaueintrags auf das Schelfoekosystem im Nordwestteil des Schwarzen Meeres" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften, Max-Planck-Institut für Limnologie durchgeführt. Ziel des Gesamtprojektes ist die Untersuchung der Auswirkung des Donau-Eintrages auf das Schelfoekosystem im Nordwestteil des Schwarzen Meeres. Das Teilprojekt 'Zooplankton' untersucht die oekologische Rolle der dominanten Zooplankter im Pelagial des nordwestlichen Schwarzen Meeres. Hierbei steht die Erforschung der Bedeutung der ins Schwarze Meer eingewanderten Ctenophore Mnemiopsis leidyi im Nahrungsnetz im Vordergrund. Einen weiteren Schwerpunkt bilden Untersuchungen zur Oekologie der heterotrophen Dinoflagellaten Nocticula scintillans, der zeitweilig zu ueber 90 Prozent zur gesamten Biomasse des Zooplanktons im Schwarzen Meer beitragen kann.
Das Projekt "Biologische Bekaempfung schaedlicher Algenblueten in europaeischen Kuestengewaessern: Rolle der Eutrophierung - BIOHAB" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung e.V. (AWI) durchgeführt. Objective: Biological control of Harmful Algal blooms in European coastal waters: role of eutrophication (BIOHAB). Problems to be solved: Harmful Algal Blooms (HAB) occur in many European marine waters and have increased in frequency concomitantly with a increased nutrient input from land. HABs have a devastating effect on the ecosystem and/or cause health problems in humans. Species of interest for BIOHAB belong to different taxonomic groups. Various algae belonging to these groups produce substances responsible for e g Paralytic Shellfish Poisoning and Diarrhetic Shellfish Poisoning. Some species are harmful in other ways, e g by creating oxygen deficiency. The success of HABs depends on several biological interactions, which are of a complex nature. The overall objective of BIOHAB is therefore to determine the interplay between (anthropogenic) eutrophication and biological control of the losses and gains of HABs. The ultimate goal is to find ways to manage phytoplankton algal blooms in European coastal waters in such a way that harmful species are avoided or at least that their negative effects are minimised. The co-operation involves several European countries, representing distinctly differing regions (the Baltic, the North Sea, coastal zone of Norway, the Mediterranean). Both the Helsinki (HELCOM) and Oslo Paris Commission (OPARCOM) have been established as intergovernmental organisations with as primary task the protection of the marine environments in the Baltic Sea and North Sea. BIOHAB will provide the necessary knowledge on HABs and their control within these commissions. Scientific objectives and approach: The scientific objectives are (1) To determine the susceptibility of HABs to biological control such as grazing (copepods, ciliates, hetero- and mixotrophic dinoflagellates) and/or infection (virus, bacteria, parasites) when growing under deficient as compared to sufficient nutrient conditions. (2) Investigate the release of infochemicals by HABs into the seawater with the aim to avoid grazing and infection. (3) To examine data sets of the general and unique patterns of growth and decay parameters of HAB-species in various coastal regions. (4) To develop a generic or species-specific model for the development of HABs and their mitigation. (5) To obtain and grow HAB species-specific pathogens (viruses, bacteria, parasites) which could potentially be used to terminate HABs (bio-control). The workplan combines laboratory and field experiments with in situ studies, to be carried out in 4 different European seas. This includes the low saline Baltic, the eutrophic N-controlled North Sea, the oligotrophic Norwegian Sea, and the P-limited Mediterranean Sea. Prime Contractor: Netherlands Institute for Sea Research, Department of Biological Oceanography; Den Burg.
Das Projekt "TEPS: Entstehung von Toxizitaet und Ausbreitung toxischer Eukaryonten/Prokaryonten-Systeme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung e.V. (AWI) durchgeführt. The project TEPS is a multidisciplinary, collaborative project funded by the German Ministry for Education, Research, Science and Technology to investigate the complex interaction between various prokaryotes and eukaryotes to produce toxins in the marine ecosystems of the North and Baltic Seas. TEPS will examine the genetic relationships among toxic and non-toxic strains of selected microalgae and sponges; the role of marine bacteria in influencing toxic, microalgal blooms in the North and Baltic Sea; the possible role of toxic sponges and/or protozoa in harbouring toxic bacteria and the influence of these toxic assemblages on the development of algal blooms and toxin production; and the toxin profiles produced by the algae, sponges, protozoans and bacteria under different growth conditions. The project will consist of three phases. During the characterisation phase we will carry out: 1) a morphological and molecular characterisation of selected toxic and non toxic strains of microalgae, 2) a molecular characterisation of their associated bacteria and free-living bacteria isolated during toxic algal blooms and at other times when toxic bacteria are know to be present in high numbers in the water column, 3) a molecular characterisation of the sponges and their associated bacterio-flora, 4) a molecular characterisation of the associated bacterio-flora from the protozoa, 5) a biochemical characterisation of the toxins produced by the microalgae, the bacteria, the sponges and the protozoans and a study of their mode of action. During the experimental phase culture experiments will be carried out to study the effects of biotic and abiotic factors on toxin production by the microalgae, the bacteria, the protozoans and the sponges. Mixed culture experiments will be used to test biotic effects on the production of toxins. A biochemical characterisation of the toxin produced and a study of the mode of action of the toxins will be performed from each biotic and abiotic factor tested. During the developmental phase we will design probes for the toxic organisms and prepare a description of the biotic and abiotic factors influencing toxicity under our test conditions. Gene probe specificity will be tested using flow cytometry and in-situ hybridis ation using Confocal Microscopy. A microtiter plate detection system for toxic organisms will be developed. Localisation of the probes in the microalgae, the protozoa and in the sponge tissue will be performed with CM using fluorescently-labelled probes and and TEM using gold labelling if necessary. It is hoped that the results from this phase will be used to further the development of an early-warning system for toxic events.
Das Projekt "Biogeochemie mariner Palynomorpher" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Zentrum für Meeres- und Klimaforschung, Fachbereich Geowissenschaften, Institut für Biogeochemie und Meereschemie durchgeführt. The chemical composition of sedimentary organic matter is poorly understood due to its predominantly (95 percent) macromolecular nature. Although some resistant bio- and geopolymers from terrestrial and freshwater biota have been identified and transformation pathways proposed, the composition of macromolecular marine organic matter entering the geological organic carbon cycle is still largely unknown. Without this vital Information, our understanding of organic matter formation and preservation is severely incomplete. The project aims to narrow this 'marine gap'. Hereto, single-source resistant bio- and geomacromolecular fractions from plankton cultures and Sediments are analysed using pyro- and chemolysis, GC/MS, FTIR and NMR. The focus is on dinoflagellate cysts and acritarchs for their, long geological history, abundance in Sediments and high biodiversity through time. The assessment of the diversity of resistant biopolymers and their transformation through geological time is fundamental to a wide variety of disciplines as it provides insight in, e.g., the biosynthetic evolution of resistant biopolymers, the carbon cycle, organic matterpreservation, fossil fuel formation and the rate of the molecular clock.
Das Projekt "Erfassung der kryptischen Diversität von Alexandrium Arten in Australischen Gewässern: Entwicklung und Anwendung von molekularen Methoden für Langzeit Monotoring" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung durchgeführt. Vetreter der marinen Dinoflagellaten Gattung Alexandrium produzieren das sehr starke Neurogift Saxitoxin (STX). Durch den Verzehr von kontaminierten Muscheln haben sie Einfluss auf die menschliche Gesundheit als auch auf die Aquakultur-Industrie. Noch ist wenig bekannt über die Faktoren und die Prozesse die Blütenbildung von Alexandrium Arten und ihren Populationen in Australischen Gewässern beeinflussen. Die Schwierigkeit die Alexandrium Arten einwandfrei und direkt bei Monitoring Programmen zu unterscheiden und das Auftreten von giftigen als auch ungiftigen Arten in den gleichen Regionen macht deren Überwachung sehr kompliziert. Es ist nötig mit modernen molekularen Methoden die Alexandrium-Diversität zu analysieren und Methoden zu entwickeln, welche eine sichere Diskriminierung und Quantifizierung ermöglicht. So soll ein tiefes Verständnis der Diversität ihre Verteilungen und die Dynamic der Population erreicht werden. In diesem Projekt werden wir tiefen Sequenzierungen (NGS) und qPCR Assays einsetzen um: 1. Die bisher unentdeckte Biodiversität von Alexandrium Arten aufzuschlüsseln; 2. Die Alexandrium-Populationsdynamiken in den Küstenregionen zu studieren 3. Kooperationen mit den Muschelfarmen und Monitoring Beauftragten Molekulare Methoden wie qPCR und Pyrosequenzierungen für Langzeitstudien zu ermöglichen.
Das Projekt "TV: BAKTOX-Rolle der Bakterien bei der Toxinbildung Mariner Algen, Schwaemme und Protozoa- Teilprojekt: GENTAB-Genetische Untersuchungen der verwandtschaftl. Beziehungen ausgewaehlter toxischer Algen u. ihrer potenziellen toxischen Bakterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung e.V. (AWI) durchgeführt. Im TEPS II, TP BAKTOX werden Bakterien aus Dinoflagellaten und Schwaemmen auf dem natuerlichen Milieu angepassten Naehrmedien isoliert, um den Anteil der kultivierbaren Bakterien zu erhoehen. Die Bakterien werden durch ein Toxinscreening (PSP-DSP- und Ichtyotoxine) untersucht. Auf einer Forschungsfahrt werden die Tests des Fruehwarnsystems eingesetzt. Fuer die Gewinnung von Toxinstandards werden Massenkulturen toxischer Dinoflagellatenklone gezuechtet. Teilprojekt GENTAB wird ausgewaehlte toxische und nicht-toxische Arten/Staemme von Prymnesionsphyten- und Dinoflagellatenalgen, sowie toxische Bakterien mit Hilfe von Sequenzvergleichen an ribosomaler RNA charakterisieren. Wir werden Prymnesiophytengene und -proteine von Chrysochromolina polyepis, die an der Toxinbildung beteiligt sind, isolieren. Auch ist die Weiterentwicklung unserer Gensonden zu einem vermarktungsfaehigen Produkt als Bestandteil eines Fruehwarnsystems fuer toxische Algenblueten geplant.
Das Projekt "FAIR: Untersuchungen zur Rolle von Bakterien/Dinflage spaete Interaktionen bei der paralytischen Schalentiervergiftung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung e.V. (AWI) durchgeführt. Molecular probes of high specificity to the microflora of selected dinoflagellate species will be produced, in order to supplement the use of traditional microbial culture techniques in monitoring the progress of various treatments in removing dinoflagellate-associated bacteria. Depending on the success of the latter either axenic dinoflagellate cultures or those which have a limited defined bacterial population will be used to determine the influence of bacteria on toxin production of dinoflagellates. The techniques developed will also be utilised to determine the influence of natural bacterial populations on dinoflagellate toxicity. The work will be supplemented with TEM, confocal microscopy and flow cytometry, to determine the physical association of bacteria at different stages of the dino flagellates life cycle. The influence of bacteria on shellfish toxicity either through direct toxification or the ability to metabolie the PST toxins will also be evaluated. The frequency of occurrence of these bacteria in the environment and potential relevance to toxic events will also be determined.
Das Projekt "Untersuchungen zum Einfluss von Schadstoffen auf die Biolumineszenz mariner Dinoflagellaten. Entwicklung eines Leuchtalgentests" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Fakultät III Prozesswissenschaften, Institut für Technischen Umweltschutz, Fachgebiet Umweltmikrobiologie und Technische Hygiene durchgeführt. Die Dinoflagellaten-Lumineszenz ist unter physiologischen und enzymatischen Aspekten gut untersucht, fuer das aktive Monitoring in der Oekotoxikologie wurde diese Reaktion aber bisher noch nicht eingesetzt. Das Vorhaben soll die Moeglichkeiten untersuchen, die komplexe und mit hoher Empfindlichkeit messbare Biolumineszenz intakter Dinoflagellaten als Indikator fuer akute Schadstoffwirkungen zu nutzen. Dazu muss die natuerliche Reaktionsnorm der Testorganismen eingehend untersucht und ein geeignetes Messsystem konstruiert werden. Zu erwarten sind grundlegende Erkenntnisse ueber die Beeinflussbarkeit der Lumineszenz. Daneben wird die Entwicklung eines routinefaehigen Toxizitaetstestes angestrebt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Bedeutung von Protozoen und ihren bakteriellen Symbionten für toxische Algen/Bakteriensysteme (PABS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Biologisches Institut durchgeführt. Wissenschaftliche Ziele des TP PABS im Rahmen des TEPS II-Projektes: 1. Klaerung der biologischen Grundlagen und der Wirkung von Toxinen, die durch Pro- und Eukaryonten produziert werden. Die mit den Dinoflagellaten und Schwaemmen assoziierten Bakterien und Toxine sollen gleichzeitig dargestellt und lokalisiert werden. Eindeutig axenische Algenkulturen sollen bereitgestellt werden. 2. Identifizierung neuer Toxine. Mit dem Artemientestsystem, ausgewaehlten Ciliaten und Saeugerzellen soll weiterhin nach neuen Toxinen in Dinoflagellaten und in Schwaemmen gesucht werden. 3. Untersuchung der Wechselwirkung innerhalb des Nahrungsnetzes. Hierbei liegt unser Schwerpunkt auf der weiteren Suche nach Interaktionen zwischen Protozoen und Mikroalgenpopulationen. 4. Spezifischer Nachweis von sowohl toxischen als auch nicht toxischen Algen. Dieser Nachweis soll mit der Durchflusszytometrie in Kombination mit gruppenspezifischen Sonden erbracht werden. Weiter sollen als wesentlicher Teil des Fruehwarnsystems diese unterschiedlichen Populationen mit dem Durchflusszytometer durch eine Sortiereinheit aussortiert und determiniert werden. 5. Direkter Nachweis von Toxinen. Mit licht- und elektronenmikroskopischen Verfahren und der Durchflusszytometrie sollen Toxine und Bakterien direkt in den Algen nachgewiesen werden. 6. Entwicklung eines Fruehwarnsystems. Schwerpunkt liegt hierbei auf deren Optimierung der Durchflusszytometrie in Verbindung mit spezifischen Sonden und einer durch neuronale Netze unterstuetzten Auswertung.
Das Projekt "Schnecken treiben Photosynthese?" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Wuppertal, Fachgruppe Chemie und Biologie, Arbeitsgruppe Biologie: Zoologie und Biologiedidaktik durchgeführt. Ein 'tierisches' Beispiel für Quantensprünge in der Evolution findet man bei den Meeresnacktschnecken. Schnecken der Gattung Phyllodesmium fressen bestimmte Weichkorallen (Briareum) und nehmen dadurch einzellige Algen (Dinoflagellaten) auf, die vorher symbiotisch in der Weichkoralle gelebt haben. Die Dinoflagellaten werden von der Schnecke nicht verdaut, sondern betreiben auch in der Schnecke weiterhin Photosynthese und versorgen diese mit Photosynthese-Produkten. Wir sind an der Evolution dieses Symbiose-Systems aus Koralle-Schnecke-Dinoflagellat interessiert und versuchen mit molekularbiologischen Methoden herauszubekommen, ob die Verteilung der Symbionten in der Schnecke von bestimmten Umständen abhängt.
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