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Forschergruppe (FOR) 2332: Temperature-related stresses as a unifying principle in ancient extinctions (TERSANE), Teilprojekt: Größenveränderungen von Cephalopoden während der Pliensbachium-Toarcium Krise

Das Projekt "Forschergruppe (FOR) 2332: Temperature-related stresses as a unifying principle in ancient extinctions (TERSANE), Teilprojekt: Größenveränderungen von Cephalopoden während der Pliensbachium-Toarcium Krise" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, GeoZentrum Nordbayern, Lehrstuhl für Paläoumwelt.Die Reduzierung der Körpergröße innerhalb von Taxa wird als eine der wichtigsten Antworten in Hinblick auf klimaabhängigen Stressfaktoren gesehen. Trotz der üblichen Deutungen bei ähnlichen Größenveränderungen im Umfeld verschiedener Massenaussterbeereignisse werden ihre globale Bedeutung ebenso wie ihre damit verbunden Mechanismen diese Lilliput-Effekts nach wie vor kontrovers diskutiert. Das Projekt hat zum Ziel, die Rolle der Erwärmung und damit verbundener Stressfaktoren (Anoxia) in Hinblick auf Größenänderungen von marinen Organismen während der unterjurassischen Faunenkrise im Toarcium zu verstehen. Wir betrachten Cephalopoden aus W-Europa und NW-Afrika entlang eines N/S-Gradienten, um Größenverteilungsmuster von einzelnen Taxa bis zu Vergesellschaftungen zu untersuchen. Die erhaltenen Muster werden in Hinblick auf Fazies, physiko-chemische Proxies und physiologische Vorhersagen gründlich analysiert, um die Korrelation von Körpergröße und Umweltparametern, wie Temperatur, Sauerstoffverfügbarkeit und Produktion/Einlagerung von organischem Kohlenstoff zu testen.

Diversität und Embryologie des 'lebenden Fossils' Spirula

Das Projekt "Diversität und Embryologie des 'lebenden Fossils' Spirula" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Freie Universität Berlin, Institut für Geologische Wissenschaften, Fachrichtung Paläontologie.Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Keupp im Institut für Paläontologie der Freien Universität Berlin beschäftigt sich seit mehreren Jahren erfolgreich mit der Paläobiologie von Ammonoideen und anderen Cephalopoden. Spirula, ein 'lebendes Fossil', ist die einzige rezente Coleoiden-Gattung mit spiralig eingerolltem, vom Weichkörper umhüllten Gehäuse. Der Protoconch (frühontogenetische Schale), das Proseptum und das Ende des Siphonalrohres von Spirula ähneln, anders als bei Sepia und Nautilus, sehr dem der Ammonoidea. Spirula kann somit Modellcharakter für die Embryonalentwicklung insbesondere der Schalen- und Siphonalentwicklung von Ammonoideen haben. Das vorgelegte Forschungsvorhaben soll klären, ob es sich bei Spirula um eine oder mehrere Arten handelt. Die Notwendigkeit der Beantwortung der Frage nach der phylogenetischen Einordnung von Spirula drängt sich aufgrund widersprüchlicher Daten auf. Beide Fragestellungen werden anhand molekularer Daten (DNA-Sequenzen) analysiert. Die Embryologie von Spirula, über die bislang nur Vermutungen angestellt wurden, soll detailliert untersucht werden.

FS SONNE (SO 234/1) BIOLUMINISZENZ III: Adaptationen visueller Systeme an Bioluminiszenz bei Tieren der mesopelagischen Makrofauna auf der SPACES Ausbildungsfahrt SO234/1

Das Projekt "FS SONNE (SO 234/1) BIOLUMINISZENZ III: Adaptationen visueller Systeme an Bioluminiszenz bei Tieren der mesopelagischen Makrofauna auf der SPACES Ausbildungsfahrt SO234/1" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Tübingen, Institut für Neuroanatomie.Biolumineszenz erzeugt ein völlig anderes visuelles Umfeld als Sonnenlicht: Statt einer komplett ausgeleuchteten Szene herrschen Punktlichtquellen vor, welche eine spezifische Anpassung der visuellen Systeme bzw. Augen erfordern. Wir wollen an den Augen von Cephalopoden, Crustaceen und Teleostiern Anpassungsstrategien untersuchen. Uns interessiert uns, wie Rhodopsin in mesopelagischen Photorezeptoren regeneriert wird. Eigene Beobachtungen deuten darauf hin, dass die Bleichung von mesopelagischem Rhodopsin erheblich länger dauert und helleres Licht erfordert als bei terrestrischen Tieren. Wir wollen in biochemischen, elektrophysiologischen und morphologischen Experimenten die Dynamik der Phodopsin-Regeneration aufklären. Dazu benötigen wir keine spezielle Spezies,- was den Erfolg dieses Projekts sicherstellt. Weiterhin wollen wir frisches Gewebe von Opisthoproctiden sammeln, welche alle über unterschiedliche Differenzeirungen von Spiegelaugen verfügen, und damit einzigartig unter den Wirbeltieren sind. Unsere Hypothese ist, dass bei einigen Arten ontogenetische Veränderungen der Augen einen phylogenetischen Trend widerspiegeln. Dazu wollen wir vor allem molekulargenetische Daten erheben. Wir werden 10 trawls mit speziellen Netzen durchführen, die über ein verschließbares Ende verfügen. Biochemische und elektrophysiologische Arbeiten werden an Bord durchgeführt. Material für Molekulargenetik und Histologie wird an Bord gesichert und zur weiteren Bearbeitung nach Hause geschickt.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Mitochondrial plasticity in response to changing abiotic factors in Antarctic fish and cephalopods

Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Mitochondrial plasticity in response to changing abiotic factors in Antarctic fish and cephalopods" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung e.V. in der Helmholtz-Gemeinschaft (AWI).Temperature has a large impact on the velocity of biochemical and enzymatic processes and hence is a key factor defining the performance of ectothermic organisms. Since temperature windows of single molecules largely exceed the thermal limits of the whole animal, thermal limits are most probably set at the level of integration of molecular functions into whole organism functional units and networks. Mitochondria are a key element in shaping whole organism energy turnover and functional capacity. Recent insight into the special molecular characters of Antarctic fish mitochondria provides a unique opportunity to develop and test hypotheses explaining the role of these characters in setting thermal tolerance. Furthermore, the already tight thermal tolerance windows of extremely stenothermal Antarctic fish and invertebrates may be narrowed by the ongoing process of ocean acidification (OA). As a result, these organisms may become even more sensitive to warming. The role of mitochondria in contributing to such changes in sensitivity is unclear. In this project we will focus on the responses of Antarctic fish and cephalopods to the factors temperature and carbon dioxide at the mitochondrial level. Fishes of the sub-order Notothenioidei inhabit polar, sub-polar and in part cold temperate waters and therefore are good comparative model organisms for studies of thermal plasticity among closely related Antarctic fish species. This holds also true for the octopods (order: Cephalopoda), which are found from tropical to polar latitudes. In Antarctic waters, these highly developed animals share the same spatial and ecological niche as benthic notothenioids and thus directly compete for the same resources in the ecosystem. Elaboration of the contribution of mitochondria to the special features of stenotherm and climate sensitivity in Antarctic fishes and cephalopods appears as a highly relevant and timely contribution to the field of climate sensitivity of Antarctic ecosystems.

FS SONNE (SO 209) - SINNESSYSTEME II: Sinnessysteme in der mesopelagischen Fauna

Das Projekt "FS SONNE (SO 209) - SINNESSYSTEME II: Sinnessysteme in der mesopelagischen Fauna" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Tübingen, Anatomisches Institut.Ziele: Das Vorhaben hat zum Ziel, die zahlreichen Vermutungen und Arbeitshypothesen zur Sinnesbiologie der mesopelagischen Fauna mit Hilfe von neuen Technologien (verbesserten Fangapparaten 'closed cod end') und experimentellen Apparaturen zu überprüfen. Dazu wurde mit dem Seegebiet vor Peru ein Zielgebiet gewählt, welches sich wegen der hohen Produktivität durch eine besonders große Artenvielfalt und Abundanz auszeichnet. Es sollen autonome Plattformen eingesetzt werden, welche in der Lage sind, biolumineszente Signale in situ zu registrieren und zu analysieren. Auf der Rezeptorseite sollen elektrophysiologische Antworten auf simulierte Biolumineszenz-Reize von isolierten Retinae von Krebsen, Cephalopoden und Fischen aufgezeichnet werden. Weiterhin soll nach der Quelle der Bakteriochlorophyll-Verstärker in den Photorezeptoren der rot-empfindlichen Drachenfische geforscht werden. Schließlich soll eine neue anekdotische Beobachtung systematisch untersucht werden, nämlich ob die reduzierten Gesichtsfelder der Röhrenaugen durch Kippbewegungen der Augen vergrößert werden können. Netzfänge mit dem isolierenden Auffangbehälter werden in verschiedenen Tiefen und zu unterschiedlichen Tages- und Nachtzeiten durchgeführt. Alternierend werden autonome Plattformen ausgesetzt und nach jeweils 24 Stunden eingeholt. Neben den Untersuchungen der Universität Tübingen wird das GEOMAR bathymetrische Daten aufzeichnen, um seine eigenen Datensätze in dem Untersuchungsgebiet zu ergänzen und gleichzeitig Vorbereitungen für das Projekt TACO (So 212) zu treffen. Der Fahrtbericht wird als Hardcopy bei der Technischen Informationsbibliothek in Hannover vorliegen und die Wochenberichte der Forschungsfahrt finden sich auf der Internetplattform des FS SONNE (BGR).

Phylogenie der Ammoniten-Familie Strigoceratidae

Das Projekt "Phylogenie der Ammoniten-Familie Strigoceratidae" wird/wurde ausgeführt durch: Staatliches Museum für Naturkunde Stuttgart, Abteilung Paläontologie.

Biostratigraphie und Ammonitenfaunen des Mittel-Juras von Südwestdeutschland

Das Projekt "Biostratigraphie und Ammonitenfaunen des Mittel-Juras von Südwestdeutschland" wird/wurde ausgeführt durch: Staatliches Museum für Naturkunde Stuttgart, Abteilung Paläontologie.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Life in cold oceans:activity dependent on extracellular ion regulation?

Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Life in cold oceans:activity dependent on extracellular ion regulation?" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung e.V. in der Helmholtz-Gemeinschaft (AWI).The physiological fundamentals of temperature dependent distribution limits in cold oceans are addressed as a precondition to understand ecological performance and ecosystem function. The study will focus on the specific role of extracellular ion concentration in setting limitations to lifestyle and life history evolution. The biogeography of marine crustaceans in cold oceans is related to the combined effects of extracellular Mg2+ levels (Mg2+)e and low temperature, which act synergistically to slow muscular activity in the cold. The highly active cephalopod molluscs may have overcome the constraint of high (Mg2+)e by slightly increasing the extracellular potassium concentration ((K+)e), thereby exploiting the antagonistic effects of magnesium and potassium. We attempt to develop quantitative knowledge of the temperature dependent effects of potassium and magnesium on animal life cycle resulting from changes in physiology performance, larval development, and growth rate. In addition, it appears most crucial to understand the biochemical mechanisms leading to the increased magnesium effect in the cold. Within the crustacean phyla this work will focus on the lithodid crabs. They are suitable for such studies since they have a wide distribution range north and south of the Antarctic convergence and thus covering a broad temperature regime. For comparable studies boreal reptant crabs and boreal and Antarctic natant shrimps will also be included. Within the cephalopod phyla we will concentrate on the boreal species Sepia officinalis to investigate principle mechanisms. Accordingly, the present study is intended to explore, from a more conceptual point of view, whether limitations in ion regulation capacities and costs may play a role in setting the levels of biodiversity observed in extant Antarctic marine fauna.

Quellen und Auswirkungen von Unterwasserlärm in Nord- und Ostsee auf Meeresökosysteme

Das Projekt "Quellen und Auswirkungen von Unterwasserlärm in Nord- und Ostsee auf Meeresökosysteme" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU), Umweltbundesamt (UBA). Es wird/wurde ausgeführt durch: BioConsult SH GmbH & Co. KG.A) Problemstellung: Unterwasserlärm ist neben gefährlichen Stoffen und Nährstoffen eine der Verschmutzungsquellen des Meeres. Im Gegensatz zu den stofflichen Verschmutzungen sind die Auswirkungen des Unterwasserlärms nicht gut untersucht. Bisherige Erkenntnisse beziehen sich vornehmlich auf Schnabelwale und militärischen Unterwasserlärm. Derzeitige deutsche Forschungen fokussieren auf Schweinswale und Offshorewindanlagenlärm. Wichtig ist auch die Bewertung des Lärms von akustischen Forschungsgeräten und dessen Auswirkungen auf Wale. Weitere Lärmquellen von vergleichbarer Lautstärke treten bei der Öl- und Gasexploration und beim Schiffsverkehr auf. Eine vergleichende Quantifizierung dieser Lärmquellen hinsichtlich Frequenz, Energiegehalt, Impulslänge usw. steht bisher aus. Der Vorsorgegrenzwert des UBA für Emissionen ist nicht weiter hinsichtlich dieser Größen spezifiziert. B) Handlungsbedarf: Für die nationale und Europäische Meeresstrategie ist es wichtig, die fachliche Grundlage für die Beurteilung aller potentiellen Lärmquellen im Meer zu erstellen. Dabei sollten in einer Literaturstudie sämtliche Unterwasserlärmquellen vergleichend gegenübergestellt werden. Die Auswirkungen des Lärms auf das Meeresökosystem (Wale, Robben, Reptilien, Knochenfische, Knorpelfische, Tintenfische) sind entsprechend der Literatur zu recherchieren und der Grenzbereich zur Erlangung einer TTS (temporary threshold shift, temporären Gehörschwellenverschiebung) ist für die Artengruppen zu definieren. Dabei sollten die Emissionsgrenzwerte hinsichtlich Frequenz, Energiegehalt, Impulslänge etc. spezifiziert werden. C) Ziel des Vorhabens: Das Ziel des Vorhabens ist die Ableitung von Emissionsgrenzwerten für die verschiedenen Geräte/Arbeiten, die in der Forschung, Windenergie, Öl- und Gasindustrie, Schifffahrt und Militär zum Einsatz kommen um den Schutz der Meeresumwelt vor Unterwasserlärm zu gewährleisten.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Evolution of haemocyanin and its influence on thermal sensitivity in cold adapted cephalopods

Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Evolution of haemocyanin and its influence on thermal sensitivity in cold adapted cephalopods" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung e.V. in der Helmholtz-Gemeinschaft (AWI).Temperature, pH and oxygen concentration are the three most important parameters that influence oxygen-binding capacities of cephalopod blood and for survival at nearly -2 degree Celsius, a cephalopod requires a highly specialised blood-gas exchange. By using extracellular haemocyanin, cephalopods possess a less effective respiratory protein than fish (which have intracellular haemoglobin). In order to successfully compete with fish, cephalopods have developed a high level of haemocyanin adaptability. Despite their prominent position in Antarctic food webs and being highly abundant, very little is known about Antarctic octopod physiology in general and specifically of the role of haemocyanin as a mediator between the organism and an extreme environment. By means of an integrative physiological and molecular genetic approach, this study aims to shed light on the physiological adaptation as well as the phylogeny of octopodid haemocyanin during the adaptive radiation of these animals into Antarctic waters and to assist in explaining the recent biogeography of Antarctic octopods.

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