Gelatinöses Zooplankton (GZP), darunter pelagische Ctenophoren, Nesseltiere und Salpen, gelten als Gewinner des Klimawandels. In mehreren marinen Ökosystemen weltweit hat ihre Zahl in den letzten Jahrzehnten erheblich zugenommen. Diese so genannte "Gelierung" gilt auch für die sich erwärmende Region des Südpolarmeers mit ihrer bekannten Verschiebung von einem krillbasierten zu einem salpenbasierten Ökosystem. Abgesehen von den Salpen werden andere gelatinöse Zooplankter der Antarktis kaum untersucht, da diese schwer erfassbaren Vertreter des pelagischen Lebensraums aufgrund methodischer Beschränkungen mit den traditionellen Netzbeprobungen nicht bzw. kaum nachweisbar sind. Entsprechend wird die Vielfalt des GZPs bislang nicht erhoben, ihre Biodiversität und Abundanz unterschätzt. Wenn man bedenkt, dass das GZP einen großen Teil der pelagischen Biomasse ausmacht und noch zentraler im Kontext der Ozeanerwärmung wird, könnte ihre ökosystemare Bedeutung als Nahrungsressource für höhere tropische Ebene zunehmen. Bis vor kurzem galt GZP allerdings als "trophische Sackgasse". Diese klassische Sichtweise ist darin begründet, dass durch die schnelle Verdauung des wässrigen, weichen Gewebes von GZP, diese - ebenso wie in den Netzfängen - nicht mehr in den Verdauungsorganen von Beutetieren nachweisbar sind. Erste neuere Studien haben jedoch gezeigt, dass viele Taxa routinemäßig GZP im gesamten Weltozean konsumieren. Mit diesem DFG-Antrag wollen wir diesen Paradigmenwechsel für pelagische und demersale Ökosysteme des Südpolarmeers validieren. Zu diesem Zweck werden wir die räumlich-zeitliche Variation in der Nahrungszusammensetzung und das Auftreten von GZP-Räubern für Amphipoden- und Fischarten mit Hilfe eines DNA-Metabarcoding-Ansatzes untersuchen.Anschliessend wollen wir auf der Grundlage der Millionen von DNA-Messwerten, die mit dieser Methode und bioinformatischer Entrauschung gewonnen wurden, eine metaphylogeographische Studie durchführen. Damit wollen wir die genetische Struktur und die Populationskonnektivität der sonst schwer zu beprobenden gallertartigen Zooplanktonarten untersuchen.
Biokonzentrationstests mit dem Süßwasserflohkrebs Hyalella azteka (HYBIT) wurden als Alternative zu Fischtests vorgeschlagen, und die entsprechenden experimentellen BCF Werte zeigen vielversprechende Korrelationen. Ob der HYBIT-Test auch für stark hydrophobe Chemikalien wie die UV-Stabilisatoren UV-234 und UV-329 geeignet ist, ist unklar. Um abzuschätzen, in welchem Bereich die Aufnahmeratenkonstante k1 für diese Substanzen zu erwarten wäre, wurde in dieser Arbeit ein Vorhersagemodell für k1 in H. azteka entwickelt. Experimentelle Literaturwerte erscheinen im Rahmen der gegebenen Unsicherheiten gegenüber den vorhergesagten Werten plausibel, für eine abschließende Validierung sind jedoch weitere experimentelle Daten erforderlich. Die wichtigsten Unsicherheitsfaktoren für die Vorhersage sind die Unsicherheit der Bestimmung des Octanol/Wasser-Verteilungskoeffizienten und die Bindung der Chemikalie an organisches Material in Wasser (TOC). Im Vergleich zu Fisch-Tests erscheint HYBIT für superhydrophobe Substanzen vielversprechend, nicht nur wegen der experimentellen Vorteile wie kleineren Versuchseinheiten. Dem Modell zufolge profitiert die Messung in H. azteka (ohne Metabolismus) von einer tendenziell höheren Depurationsratenkonstante k2 als im Fisch, was die Zeit bis zum Steady State verkürzen sollte. Dennoch sind für H. azteka laut Modellierung im superhydrophoben Bereich Zeiten bis zum Steady State zu erwarten, die weit über den Standardtestzeiten (bis zu Monaten) liegen. Die Verwendung des BCF als Bewertungskriterium für die Bioakkumulation von superhydrophoben Stoffen ist jedoch grundsätzlich fragwürdig. Bei superhydrophoben Substanzen führt die Einführung von Kot als zusätzlichen Ausscheidungsweg, ohne die in der Realität damit gekoppelte Aufnahme kontaminierter Nahrung, dazu, dass auch ohne Metabolismus oder Wachstum die BCF-Werte mit steigendem Kow sinken, was so nicht zu erwarten wäre unter realen Umständen.
Ein Indikator für die Anreicherung von Chemikalien in Biota ist der Biokonzentrationsfaktor, der üblicherweise mittels Versuchen an Fischen ermittelt wird. Für jede Substanz werden über 100 Fische benötigt. Biokonzentrationsversuche mit dem Mexikanischen Flohkrebs (Hyalella azteca) liefern sehr ähnliche Ergebnisse und können daher zu einem gewissen Grad die Fischversuche ersetzen. Für den regulären Einsatz in der Stoffbewertung, z.B. unter REACH, müssen die Möglichkeiten und Grenzen der Vergleichbarkeit besser untersucht und der Test zu einer OECD Testrichtlinie weiterentwickelt werden. Dies soll mit dem hier beschriebenen Vorhaben unterstützt werden. Zu klären ist z.B., ob der Test auch zur Bewertung des Bioakkumulationspotentials von ionisierbaren Stoffen geeignet ist. Zusätzlich wird untersucht, ob der Test auch für die Untersuchung des Bioakkumulationspotentials von Nanomaterialien geeignet ist. Ziel ist die Weiterentwicklung des Testsystems, Mitarbeit bei der Erarbeitung eines Entwurfs für eine Testrichtlinie, die Unterstützung und Auswertung eines internationalen Ringtests und die Untersuchung der Anwendbarkeit und der Grenzen des Testsystems, indem weitere, z.B. ionisierbare Substanzen getestet werden. Anschließend kann der Testrichtlinienentwurf der OECD vorgeschlagen werden. Es wird eine Grundlage für die Vergleichbarkeit von Biokonzentrationsdaten für Fisch und Mexikanischen Flohkrebs geschaffen. Auf dieser Grundlage wird entschieden, in welchem Umfang auf Tests an Vertebraten verzichtet werden kann ohne an Genauigkeit der Aussage zu verlieren.
The phenomenon of alien species invasion is attracting a growing attention worldwide. Invasion of alien benthic invertebrates is a global and important feature of large rivers and is assumed to pose a threat to biodiversity and ecosystem functioning. While changes of invertebrate communities have been described in detail, it is still unknown whether these structural changes translate into functional changes. The aim of this project is to understand the underlying key mechanisms of invasion and its consequences for ecosystem functioning and water-quality relevant processes. As a model the invasive amphipod Dikerogammarus villosus and its impacts are studied on multiple levels of complexity (individual, population, and community level) with ecological and physiological methods. Field mesocosm experiments will be conducted in three European rivers which differ in their invasion history (dominated by natives, invader-dominated, and invaders home range). Thereby the effects of different D. villosus densities on biotic interactions and important ecosystem functions are compared among those rivers. This offers the unique opportunity to study invader traits and community features and their importance for the success of a biological invasion over different spatial and temporal scales. In addition it allows to estimate the large scale effect of D. villosus invasion.
Ziele: Pelagische Amphipoden spielen im arktischen Ökosystem eine entscheidende Rolle, da sie als Schlüsselkomponente eine Verbindung von herbivorem Zooplankton mit den höheren trophischen Ebenen darstellen. Dennoch sind sie kaum erforscht. Dieses Vorhaben hat folgende Ziele: 1. Im Hinblick auf die Erwärmung des Arktischen Ozeans soll die biologische Leistungs- und Anpassungsfähigkeit der pelagischen Amphipoden analysiert werden. 2. Die jahreszeitlich und saisonal bedingten ökologischen Unterschiede im Nährwert (Fettsäurenbiomarker und Mageninhaltsanalyse) der pelagischen Amphipoden Themiso libellula, T. abyssorum, T. compressa und Cyclocaris guilelmi soll festgestellt werden. Dabei sollen zwischen- und innerartliche Unterschiede der Tiere aus der Framstraße und der zentralen Arktis ausgewertet werden. Die Erfassung und Bewertung dieser Parameter soll so optimiert und angepasst werden, dass sie im Rahmen gekoppelter Modellsysteme eingesetzt werden können und dazu beitragen, die regionalen und langzeitlichen Veränderungen des pelagischen Nahrungsnetzes in der Arktis vorherzusagen. Das Vorhaben dient als Pilotprojekt für künftige Förderaktivitäten des BMBF in der Arktis und soll die Grundlage für eine gemeinsame Amphipoden-Arbeitsgruppe mit Norwegen bilden zur gemeinsamen, kostensparenden Nutzung von Ressourcen und Infrastruktur.
The European Water Framework Directive (WFD) came into force in December 2000. The main aim of the WFD is to achieve a good qualitative and quantitative status of all surface water bodies by 2015. This means that the ecological status as well as the chemical status of surface water bodies needs to be at least good. To achieve this goal in recent years efforts were made for river revitalization and to build up new and modern sewage treatment plants (STPs). Nevertheless, STP effluents contain low concentrations of so-called emerging contaminants with high biological activity (e.g. human and veterinary pharmaceuticals, steroids and hormones, flame retardants, personal care products, surfactants, plasticizers and other industrial additives). These contaminants enter surface waters continuously via STP discharges and may cause adverse effects in biological aquatic communities. For that reason the project analyses potential impacts of STP effluents on the population structure of freshwater amphipods. At selected surface waters amphipod populations are sampled in regular intervals upstream and downstream of STP dischargers. These field investigations are accompanied by laboratory experiments under controlled conditions.
Dikerogammarus villosus, one of the most successful invaders in European river systems, is commonly regarded as a threat to native biodiversity and a main factor structuring the benthic community of invaded systems. The impact of D. villosus has been intensively studied in small-scale experiments and field observations, but its impact on natural communities on a larger scale remains unclear. Here, we investigated the benthic community structure at ten sites covering a broad range of habitats along the River Rhine (Central Europe) and its tributaries, to determine whether D. villosus is one of the main factors structuring the benthic community. Community composition was analysed using non-metric multidimensional scaling, distance-based redundancy analysis, and correlation analyses. D. villosus was one of nine relevant taxa present that altogether reflected a large part of the variation in the benthic samples, but further analyses indicated that the species might be less important for the community structure than other relevant taxa. Moreover, all nine relevant taxa together can explain only a similar amount of variation in our samples than the five relevant non-faunal environmental factors (water temperature, pH, conductivity, percentage of medium-sized gravel and macrophytes). Overall, our results suggested that rather a combination of non-faunal environmental factors than D. villosus mainly structure the benthic community composition on this larger spatial scale. © 2018 Elsevier GmbH. All rights reserved.
Mit Band 2 wird die Erhaltungssituation vieler Artengruppen der deutschen Meeresgebiete analysiert: 1. In der Roten Liste der Meeresfische wurde durch die erstmalige Anwendung der neu gefassten Etablierungskriterien das Artenspektrum auf knapp 100 Arten verringert. 2. Die ca. 1.250 Arten der bodenlebenden wirbellosen Tiere verteilen sich auf die Gruppen: - Schwämme (Porifera) - Nesseltiere (Cnidaria) - Weichtiere (Mollusca) - Vielborster (Polychaeta) - Wenigborster (Oligochaeta) - Igelwürmer (Echiurida) - Asseln (Isopoda) - Zehnfüssige Krebse (Decapoda) - Stachelhäuter (Echinodermata) - Seescheiden (Ascidiacea). Erstmalig aufgenommen wurden: - Seepocken (Balanomorpha) - Kumazeen (Cumacea) - Flohkrebse (Amphipoda) - Asselspinnen (Pantopoda) - Moostierchen (Bryozoa) - Schädellose (Acrania). In der Roten Liste der marinen Makroalgen finden sich rund 350 Vertreter der - Grünalgen (Chlorophyta) - Braunalgen (Phaeophyceae) - Rotalgen (Rhodophyta).
Die Untersuchungen sollen das Verstaendnis trophischer Interaktionen in Lebensgemeinschaften von Seenufern erweitern, wobei Makrozoobenthosoganismen im Mittelpunkt stehen. Freilandexperimente sollen in zwei Lebensraeumen des Bodenseeufers durchgefuehrt werden. In der Geroellbrandungszone in Wassertiefen bis zu 1 m (Eulitoral) und im Infralitoral bei Wassertiefen von mehreren Metern. In der Geroellbrandungszone unterscheiden sich die Substrattypen durch die Korngroessen und davon abhaengig die Lueckenraeume. Im Infralitoral werden Hart- und Weichsubstrate unterschieden. Als vertebrate Raeuber sind Fische und Wasservoegel wichtig. Es sollen folgende drei Hypothesen getestet werden. (a) Der Lueckenraum der Geroellbrandungszone ist von einer diversen Makroinvertebratengemeinschaft besiedelt, wobei der omnivore Flohkrebs Gammarus roeseli die Biomasse dominiert. Benthivore Fische im Lueckenraum sind Schmerlen (Nemachilus barbatulus) und junge Trueschen (Lota lota). Trueschen, die starken Frassdruck auf Gammarus ausueben, sind auf grobes Geroell mit weiten Lueckenraeumen angewiesen. In grobem Geroell wird Gammarus von Trueschen kurz gehalten und kleinere Invertebrate (z.B. Chironomiden) sind staerker vertreten. In feinerem Geroell ist Gammarus frassgeschuetzt und dezimiert seinerseits die kleinen Invertebraten. (b) Im Infralitoral werden Hartsubstrate potentiell von der Dreikantenmuschel Dreissena polymorpha besiedelt. Dreissena wird von Wasservoegeln gefressen. Werden Wasservoegel ausgeschlossen, so weisen solche Flaechen eine staerkere Besiedelung durch Dreissena auf. Als ueberlegener Raumkonkurrent behindert Dreissena die Besiedlung durch andere sessile Organismen. Durch die Produktion von Pseudofaeces macht Dreissena urspruenglich planktische Nahrung fuer benthische Detritusfresser verfuegbar und stimuliert so die benthische Sekundaerproduktion. (c) Auf Weichsubstraten im Infralitoral beguenstigt der Ausschluss von Fischen und Wasservoegeln das Auftreten von submersen Makrophyten, da der direkte Pflanzenfrass durch Vertebraten reduziert wird, aber auch weil mehr Schnecken aufkommen, die ihrerseits Makrophyten indirekt foerdern, indem Sie Aufwuchs abweiden.
Mitteleuropa wurde limnologisch als Einzugsgebiet der Fluesse Maas, Rhein, Weser, Elbe, Oder, Weichsel sowie der Donau oberhalb von Budapest definiert; es hat eine Groesse von gut 1 Million Quadratkilometern. In dieser Region kommen 56 von insgesamt 325 europaeischen Amphipoden-Arten (Flohkrebse) vor, die Mehrzahl im Grundwasser. Im Vergleich zu anderen europaeischen Regionen leben in Mitteleuropa viele See- und Flussarten, wogegen die Zahl der auf Baeche spezialisierten Arten eher gering ist. Die oekologischen Ursachen fuer die spezifischen Verbreitungsmuster werden diskutiert.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 15 |
| Land | 2 |
| Weitere | 2 |
| Wissenschaft | 7 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 12 |
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| unbekannt | 4 |
| License | Count |
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| Geschlossen | 7 |
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| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 16 |
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| Resource type | Count |
|---|---|
| Bild | 2 |
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| Topic | Count |
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| Boden | 12 |
| Lebewesen und Lebensräume | 19 |
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