Ein Vergleich der Artendiversität von antarktischen und arktischen Cyanobakterienmatten (Cyanomatten) durch unsere Arbeitsgruppe weist auf eine überraschend hohe Übereinstimmungsrate der Arten hin (Kleinteich et al. 2017). Da es höchst unwahrscheinlich ist, dass sich diese Arten unabhängig voneinander in beiden polaren Regionen entwickelten, wird vermutet, dass Vögel oder Aerosole den Transport von Cyanomatten von der Arktis in die Antarktis ermöglichen. Entsprechend untersucht dieses Projekt den Einfluss des Klimawandels auf die potentielle Etablierung von Temperatur-toleranteren, nicht-endemischen Cyanobakterien (Xeno-Cyano) und deren Parasiten (Xeno-Parasiten) in antarktischen Gebieten und welche Konsequenzen dies für das antarktische Cyanomatten-Ökosystem hat. Wir konnten durch frühere Experimente den Einfluss von erhöhter Temperatur auf die Artendiversität und Toxinproduktion in antarktischen Cyanomatten nachweisen (Kleinteich et al. 2012). Da antarktische Gebiete einem kontinuierlichen Verlust der Eisdecke ausgesetzt sind, liegt die Vermutung nahe, dass nicht-endemische Cyanobakterien bisher unbesiedelte Gebiete erschließen bzw. werden endemische Cyanobakterien aufgrund ihrer schlechteren Anpassung an nicht-endemische Parasiten aus bereits besiedelten Gebieten verdrängt. Entsprechend hat dieses Projekt vier Hauptziele: Fest zu stellen ob 1.) sich in historischen Cyanomatten (1902, Scott Expedition) und den letzten 30 Jahren (1990, 1999/2000, 2010, 2021/2022) aus Rothera, Byers Halbinsel und McMurdo diese Xeno-Cyano und -Parasiten nachweisen lassen; 2.) Cyanomatten aus Spitzbergen eine vergleichbare Speziesverteilung (Cyanobakterien, Viren und Pilze) aufweisen wie auf der antarktischen Halbinsel (vermuteter Haupteintragungsort arktischer Spezies über Aerosole oder Vögel); 3.) eine Temperaturerhöhung durch Plexiglasabdeckung in den Cyanomatten auf Rothera und Byers zu einer Veränderung der Cyanodiversität, Toxinproduktion und verstärkt Parasitierung durch Viren und Pilze führt; und 4.) die Infektion mit arktischen Cyanomatten und Temperaturerhöhung bei antarktischen Cyanomatten im Labor nachweislich zu Veränderungen der endemischen Cyanomattendiversität führt. Die Diversitätsanalyse der Cyanomatten erfolgt durch Illumina (16S, ITS, g20 Gene) und Shotgun Sequenzierung. Die Abundanz von Viren und Pilzen wird durch ddPCR bestimmt und der Nachweis der Cyanotoxine erfolgt durch PCR, ELISA und UPLC-MS/MS. Die erhobenen Daten dürften die Eroberung und hiermit profunde voranschreitende Veränderung des antarktischen Cyanomattensystems durch nicht-endemische Spezies nachweisen. Durch die SARS-Cov2 Pandemie konnte die Hypothese, dass Vögel die Vektoren von Cyanomatten-Material sind, nicht getestet werden. Dennoch werden wir Cyanomatten aus unmittelbarer Nähe zu Vogelnistplätzen in Spitzbergen untersuchen. GPS-tracking Daten sollten mögliche Zusammenhänge zwischen Vogelmigration und der Verbreitung nicht-endemischer Cyanos und ihrer Parasiten aufdecken.
Im Rahmen von Kili-SES befasst sich SP6 mit Landnutzung, Management und Naturschutz als Triebkräfte der biologischen Vielfalt. In Kili-SES-1 erwiesen sich Landnutzungsveränderungen durch Bevölkerungswachstum als Schlüsselfaktoren an den unteren Hängen des Kilimandscharo. Es bleibt die Frage, ob die jüngsten Wald- und Buschbrände in den oberen Regionen auf veränderte klimatische Bedingungen hinweisen. Wir wollen den Ursprung und die Folgen dieser Brände als potenziell schädliche NCP auf Landschaftsebene untersuchen. Dabei konzentrieren wir uns auf die biologische Vielfalt und die Wasserbilanz im Nationalpark (zusammen mit SP1) und prüfen, ob solche Brände in den letzten Jahrzehnten zugenommen haben. Da die NCPs stark von der biologischen Vielfalt und dem Funktionieren der Ökosysteme abhängen, untersuchen wir, wie der Mensch die biologische Vielfalt, das Funktionieren der Ökosysteme und folglich das menschliche Wohlbefinden verbessern kann. Konkret wollen wir (zusammen mit SP1 und 2) das ökologische Potenzial für eine Transformierung durch Anpflanzung einheimischer Bäume prüfen, ergänzend zu den Studien von SP3-5. Der Fokus soll auf Auwäldern als wichtige Biodiversitätskorridore und traditionellen Agroforstsystemen als nachhaltige Landnutzungsformen liegen. Während in Kili-SES-1 der Kilimandscharo als isoliertes System betrachtet wurde, planen wir nun eine Erweiterung unserer Perspektive unter Einbeziehung des umliegenden Landschaftskontextes. Der Kilimandscharo war einst mit anderen Bergen durch Waldkorridore verbunden, die als Wanderwege dienten und die biologische Vielfalt beeinflussten, entscheidend für die Widerstandsfähigkeit gegenüber Umweltveränderungen. Ziel ist die Analyse der ökologischen Konnektivität und Telekopplung im Hinblick auf Naturschutzpolitik. Hierzu wollen wir mit umfangreichen Daten zu Pflanzen, Arthropoden und Kleinsäugern die frühere biologische Vielfalt ohne menschlichen Einfluss modellieren, um die ungleiche Verteilung endemischer Arten zu untersuchen, eine kontroverse biogeographische Frage in Ostafrika. Der Kilimandscharo und die umliegenden Berge sind unterschiedlich geschützt (Nationalparks, Natur- und Waldreservate), mit zunehmend fragmentierten Schutzgebieten. Durch Hochskalierung und Modellierung der Biodiversität unter Verwendung von Hyperspektralbildern (zusammen mit SP7) planen wir die sich daraus ergebenden Biodiversitätsniveaus und Bedrohungen zu vergleichen, einschließlich der Auswirkungen der Einbeziehung der Waldgürtel des Kilimandscharo und Meru in Nationalparks im Jahr 2006, die möglicherweise illegale Aktivitäten in die umliegenden Berge verlagert haben. Zusätzlich zu diesen Themen wollen wir weiterhin langfristige Klima- und Dendrometriedaten erheben und umfassendes Monitoring von Gefäßpflanzen, Flechten und Moosen durch (ergänzt durch Pilze) durchführen. So hoffen wir ein Niveau und eine Qualität ökologischer Daten zu erreichen, die für Kili-SES wichtig und für ein tropisches Gebirge einzigartig sind.
Das südliche Afrika ist einer der Hotspots des Klimawandels. In Namibia treten einige der extremsten Klimaregime der Welt auf, vom kalten Benguela-Strom zur hyperariden Küstenwüste Namib. Nebel und niedrige Wolken sind typische Erscheinungen der Region. Sie beeinflussen die Küstenregion und liefern weiter landeinwärts einen höheren Beitrag zum Wasservolumen als Niederschlag. Nebel und niedrige Wolken spielen damit eine zentrale Rolle in der Bereitstellung kritischer limitierender natürlicher Ressourcen in empfindliche Ökosysteme: Wasser, Nährstoffe und Licht. Das wissenschaftliche Verständnis der mikrophysikalischen und chemischen Mechanismen der Bildung, Zusammensetzung und letztlich der Aufnahme und Verteilung von Aerosol-Nährstoffen ist jedoch noch unvollständig. Um die bestehenden Verständnislücken zu schließen wird hier mit dem AEROFOG-Projekt ein interdisziplinärer Ansatz vorgeschlagen, der Atmosphärenwissenschaften, Fernerkundung und Ökologie umfasst. Eine solch umfassende Betrachtung der Materie ist unverzichtbar. AEROFOG zielt auf ein verbessertes Verständnis des Einflusses von Aerosolen auf Nebelentwicklung, dessen chemische Zusammensetzung und seinen Einfluss auf die lokale Biogeochemie. Dabei werden detaillierte Messungen von Aerosol, Deposition und Nebelchemie sowie mikrophysikalischer Größen bei zwei intensiven Feldmesskampagnen im Süd-Winter und Süd-Sommer an Küsten- und Wüstenstationen durchgeführt, um eine große Anzahl von verschiedenartigen Nebelereignissen erfassen zu können. Zusätzlich werden Studien zur Wirkung von Nebel auf die lokale Biogeochemie und insbesondere endemische Pflanzenarten durchgeführt. Diese Messungen stellen die Grundlage für Multiphasen-Prozess-Modellierung der Aerosol-Nebel-Interaktionen dar, womit ein neues Verständnis von Nebel-Mikrophysik und -Chemie erzielt wird. Aus zeitlich hochaufgelösten Satellitendaten werden räumliche und zeitliche Muster der Nebelverteilung ermittelt und mit den Modell- sowie experimentellen Erkenntnissen verschnitten. Zusammengenommen wird mit diesem interdisziplinären und kooperativen Projekt eine Reihe von Erkenntnislücken geschlossen und werden erstmalig Einsichten in die Verteilung und Eintragung nebelgetragener Nährstoffe in ariden Ökosystemen wie der Namib gewonnen und damit eine wichtige Grundlage für Klimaprojektionen und Ökosystemgesundheit gelegt.
Durch Überweidung, Desertifikation und Klimawandel ist der Nordosten des Irans (Region Golestan) durch gravierende Landnutzungsprobleme geprägt. Zur Sicherung der Ernährungsgrundlage der lokalen Bevölkerung und zum Erhalt der natürlichen Ressourcen (Boden, Wasser, Biodiversität) soll daher im Rahmen eines Promotionsprojektes ein nachhaltiges Anbausystem entwickelt werden. Ziel des Vorhabens ist es, ein neues Anbausystem zu entwickeln, welches einerseits einen permanenten Bodenschutz, sowie anderseits die nachhaltige Produktion von Getreide- und Futterpflanzen ermöglicht. Für dieses Anbausystem wird erstmalig der Mischfruchtanbau von Gerste und Vetivergras mit der endemischen Art Salsola turcomanica (Chrysopogon zizanioides) untersucht. Das Vorhaben basiert dabei auf einem Co-Design Ansatz der mittels Methoden der partizipativen Aktionsforschung (AF) Landwirte, Hirten, Wissenschaftler und agrarpolitische Entscheidungsträger der Region Golestan von Anfang an in die Entwicklung des neuen Anbauverfahrens involviert. Im Rahmen der AF werden SWOT-Analysen zur Bewertung der aktuellen Landnutzungsprobleme und zur Akzeptanz und Praktikabilität des neuen Anbauverfahrens durchgeführt. Nach erfolgten Wildsammlungen wird erstmalig von Salsola turcomanica Saatgut hergestellt und anschließend, kombiniert mit Gerste und Vetivergras in Parzellen- und On-farm Versuchen getestet.
Trotz zahlreicher Maßnahmen auf nationaler und internationaler Ebene hat sich der Status der Donau-Störpopulationen seit 1990 dramatisch verschlechtert; ihr Schutz im Einzugsgebiet und in den Küstengewässern ist dringend, um das Aussterben zu verhindern. In diesem Zusammenhang hat die Identifizierung funktionaler Populationssegmente (Managementeinheiten) für die nachhaltige Fischerei und Artenschutzmaßnahmen höchste Priorität. Das internationale ERA-Net COFASP Projekt verfolgt daher das Ziel, genetische Marker (Mikrosatelliten und mitochondriale DNA) anzuwenden, um die Bestandsstruktur von Acipenser gueldenstaedtii, A. ruthenus, A. stellatus und Huso huso aus dem rumänischen Teil der Donau zu ermitteln sowie um Lang- und Kurzdistanz-Migranten der Frühjahrs- und Herbstrassen verifizieren zu können. Die gleichen Methoden werden für Proben aus der Türkei benutzt, um endemische Störe der Flüsse Yesilýrmak, Kizilýrmak, Çoruh und Sakarya von denen zu unterscheiden, die die türkischen Küstengewässer nur als Nahrungsgründe nutzen aber aus westlichen und nördlichen Schwarzmeer-Zuflüssen, einschließlich der Donau, stammen. Ein kommerzieller Anbieter wird mit der Isolierung von Mikrosatelliten und dem Design von PCR-Primern für jede der vier Arten beauftragt. Anhand ihrer Eignung werden 15 Loci je Art für das routinemäßige Screening am IGB und CFRI ausgewählt. Die mitochondrialen D-loop, Cytochrom b und ND-5/6 Regionen werden von einem kommerziellen Anbieter (rumänische Proben) bzw. vom CFRI-Labor (türkische Proben) sequenziert. Es wird ein Stichprobenumfang von 40 Fischen aus jeder Subpopulation in Rumänien und der Türkei angestrebt, woraus eine Gesamtzahl von ca. 960 Proben resultiert. Die Daten zur Bestandsstruktur und Differenzierung zwischen ihnen werden verwendet, um Managementeinheiten zu definieren und Empfehlungen für die Fischerei und den Artenschutz abzuleiten. Letztere schließen Erhaltungszuchtprogramme ein, die die genetische Variabilität der Bestände bei gleichzeitiger Wahrung ihrer Integrität maximieren sollen.
At present little is known about the oceanographic processes and biological traits that influence the dispersal of these planktonic species, and thus connectivity, in Antarctic waters. In the Antarctic marine pelagic species or species with pelagic life stages (e.g. larvae) are often considered to have a circumpolar distribution due to the absence of obvious barriers. The strong Antarctic Circumpolar Current is thought to facilitate the dispersal of specimens around Antarctica. However, recent investigations have shown genetic diversifications in planktonic organism on a worldwide geographical scale. To understand the importance of geographical differences in planktonic species it is necessary to detect morphologically cryptic taxa in order to investigate the physical processes and biological traits that lead to genetic diversification in pelagic Antarctic waters. For the presented project five abundant, but little studied, smaller species of calanoid copepods in the Southern Ocean have been chosen to study their phylogeography and ecology. These species have a similiar size range, but show different patterns of distribution (worldwide - endemic), depth habitats (epipelagic - mesopelagic - bathypelagic) and feeding modes (herbivorous - omnivorous). Their biogeographical patterns and rates of evolutionary diversification will be investigated with the help of mitochondrial and nuclear genes, AFLP fingerprints and 454 sequencing.
Der Naturwald in der mediterranen Zone Chiles (VIII. Region) beherbergt eine Vielzahl von Arten, von denen ein hoher Anteil endemisch ist. Bis auf wenige Reste sind die exploitierten ehemaligen Naturwaldflächen in den letzten Jahrzehnten aus ökonomischen Gründen unter Verlust ihrer natürlich gegebenen Diversität in Plantagen mit nichteinheimischen Baumarten umgewandelt worden. Ziel des Forschungsprojektes ist es, ökonomisch interessante, aber auf heimischen Baumarten aufbauende waldbauliche Alternativen zu den Plantagen zu entwickeln, die eine Wiederansiedlung einheimischer Baumarten und der mit ihnen assoziierten Pflanzen- und Tierarten fördern. Hierzu werden verschiedene Waldbau-Varianten verglichen und hinsichtlich ihrer Konsequenzen auf Phytodiversität, Wachstum der eingebrachten Baumarten und Ökonomie bewertet. Darauf aufbauend sollen Rahmenbedingungen identifiziert werden, unter denen eine Bewirtschaftung des Naturwaldes oder der Anbau einheimischer Baumarten (naturnahe Sekundärwälder) dem Anbau nichtheimischer Baumarten (Plantagen) ökonomisch mindestens gleichwertig ist. Die aus den Untersuchungsergebnissen abzuleitenden waldbaulichen Empfehlungen sollen die Akzeptanz der örtlichen Bevölkerung für eine auf einheimische Baumarten fokussierte naturnahe und nachhaltige Waldbewirtschaftung erhöhen und damit ein Kernanliegen des in Chile im Jahr 2008 verabschiedeten Naturwaldgesetzes unterstützen.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 32 |
| Wissenschaft | 15 |
| Zivilgesellschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 32 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 32 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 21 |
| Englisch | 17 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 1 |
| Keine | 24 |
| Webseite | 7 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 25 |
| Lebewesen und Lebensräume | 30 |
| Luft | 18 |
| Mensch und Umwelt | 32 |
| Wasser | 19 |
| Weitere | 32 |