Das Projekt "Teilvorhaben 5: Experimentelle Landnutzung mit C-Speicherung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Ökosystemforschung durchgeführt. Ziel des Verbundes 'CarBioCial' ist die Analyse und Simulation der Landnutzungsentwicklung in Abhängigkeit vom Klimawandel und sozio-ökonomischen Entwicklungsprozessen für eine nachhaltige Klimaanpassung sowie Ökosystemservicestabilität im Hinblick auf C-Sequestrierung und THG-Reduktion für Südamazonien. Das Vorhaben an der Universität Kiel hat zum Ziel, die Streu-Abbauraten sowie die Kohlenstoff- und Stickstoffabbauraten in unterschiedlichen Gradienten der drei Teilgebiete des Gesamtprojektes zu ermitteln. Die Zusammensetzung der Bodenfauna und die Relationen zwischen verschiedenen Bodentiergruppen sollen als bioindikatorische Größen der Abbauraten verwendet werden. Daneben wird die Verteilung weiterer Tiergruppen, z.B. Laufkäfer und Kurzflügelkäfer, bestimmt, um daraus ebenfalls Indikatoren für bestimmte Abbauprozesse zu gewinnen. Die Abbauraten werden mit Netzbeuteln unterschiedlicher Maschenweiten untersucht, um mikroorganismische und bodenzoologische Effekte zu differenzieren. Insgesamt werden 300 bis 400 Proben für die Messung der Abbauraten benötigt. Durch die sukzessive Entnahme von Streubeuteln lässt sich die Abbaurate bestimmen. Die Reststreu wird gewogen und die C- und N-Gehalte ermittelt. An den Untersuchungsorten soll die Bodenfauna mit ihren großen Gruppen, z.B. Regenwürmer, Springschwänze, Hornmilbe, quantitativ mit der Extraktionsmethode ermittelt werden. Eine Artidentifikation ist zur Zeit wegen der schlechten taxonomischen Bearbeitung diese Gruppen in den Tropen kaum durchführbar. Die Relationen zwischen den Bodentieren geben ausreichend Aufschluss über die Abbaubedingungen. Bioindikatoren werden außerdem aus Laufkäfern und Kurzflügelkäfer auf Artniveau gewonnen, da hier durch einen Projektleiter sehr gute taxonomische Kenntnisse vorliegen.
Das Projekt "Untersuchungen zur Kopfmorphologie und Funktion der Mundwerkzeuge bei Insekten mittels Synchrotron-Röntgenstrahlung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eberhard Karls Universität Tübingen, Fachbereich Geowissenschaften, Geo- und Umweltforschungszentrum (GUZ), Arbeitsgruppe Klimatologie und Biosphäre durchgeführt. Mit Hilfe der Synchrotron-Mikrotomographie soll die Kopfanatomie bei Kurzflügelkäfern aus der Unterfamilie der Aleocharinae im Hinblick auf verschiedene Ernährungsweisen analysiert werden. Dabei sollen die mit dem evolutiven Übergang von einer ursprünglich räuberischen zu einer obligat sporenfressenden Ernährungsweise verbundenen Änderungen erfasst werden. In einem Projekt wenden wir Synchrotron-Röntgenstrahlung an, um die Kinematik kauend-beißender Mundwerkzeuge von Insekten zu analysieren.
Das Projekt "Hochfrequente Filmanalysen schneller Beutefangmechanismen bei Kurzflügelkäfern (Coleoptera, Staphylinidae)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Zoologisches Institut durchgeführt. Bei den umgebildeten Vorderextremitäten des Kurzflügelkäfers Philonthus marginatus handelt es sich um das bislang wohl einzige bekannte Vorkommen echter Raubbeine innerhalb der Ordnung der Käfer. Mit Hilfe dieser Raubbeine sind die Tiere in der Lage, selbst schnell reagierende Beutetiere wie Collembolen im Stil einer Fangschrecke (Mantodea) durch einen blitzartigen Fangschlag zu ergreifen. Die Larven der Kurzflügelkäfergattung Stenus hingegen fangen solche Beutetiere sehr schnell und präzise mit den Mandibeln, wobei die Fangreaktion vermutlich erst nach einer Berührung durch das Beutetier ausgelöst wird. Neben dem blitzschnellen Zugriff mit den Mandiblen scheint hier zusätzlich ein Klebmechanismus eine Rolle zu spielen, wobei nicht nur die Mundteile, sondern auch die Antennen, Laufbeine sowie die gesamte Körperoberfläche eine gewisse Klebrigkeit aufzuweisen scheinen. Im Rahmen funktionsmorphologischer Untersuchungen der Fangmechanismen beider Taxa soll die Anfertigung hochfrequenter Filmaufnahmen dazu dienen, die Bewegungsabläufe beider Vorgänge aufzulösen, um jeweils die Erstellung eines Funktionsmodells dieser Mechanismen zu ermöglichen. Die geplanten Untersuchungen dienen der Erweiterung unserer Kenntnis der Speziellen Zoologie und ökologischen Morphologie räuberischer Bodentiere, welche schwerpunktmäßig innerhalb unserer Arbeitsgruppe untersucht werden.
Das Projekt "Molekulare Identifikation von Engerlingsprädatoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Innsbruck, Institut für Hochgebirgsforschung durchgeführt. Als Engerlinge werden die Larven von Blatthornkäferarten (Coleoptera: Scarabaeidae) bezeichnet. Zu den häufigsten heimischen Arten zählen dabei die Larven von Mai-, Juni- und Gartenlaubkäfern. Sie können durch unterirdischen Wurzelfraß die gesamte Lebensgemeinschaft von Pflanzen und Tieren an einem Standort entscheidend beeinflussen. Im Grünland und verschiedensten ackerbaulichen Kulturen verursachen Engerlinge immer häufiger schwere Schäden. Chemische Bekämpfungsmaßnahmen sind aufgrund der teilweise geringen Effizienz und schlechten Umweltverträglichkeit umstritten. Biologische Präparate (Pilze, Nematoden) können Nebenwirkungen auf Nicht-Ziel Organismen haben. Es ist bekannt, dass wirbellose Prädatoren Engerlingspopulationen regulieren können, jedoch ist die Prädatorengilde von Mai-, Juni- und Gartenlaubkäfer noch unerforscht. Dieses Projekt dient dazu, die natürlich vorkommenden Prädatoren (in Frage kommen z.B. räuberische Laufkäfern und Kurzflügelkäfer) der Engerlinge zu identifizieren. In einem weiteren Schritt soll das Potential dieser Prädatoren zur Regulation der Engerlinge abgeschätzt werden. Letztendlich werden die Erkenntnisse aus dem vorliegenden Projekt zu effizienteren und ökologisch nachhaltigeren Regulationsmaßnahmen beitragen. Die Identifizierung der natürlich vorkommenden Räuberarten erfolgt anhand engerlings-spezifischer DNA-Sequenzen, die im Darm der Prädatoren nach dem Fraß an den Engerlingen noch vorhanden sind. Dabei kommt ein neuer molekularbiologischer Ansatz zum Einsatz, bei dem die Räuber gleichzeitig auf mehrere Beutearten hin untersucht werden können. Mittels dieser Methodik können auch andere Nahrungsbeziehungen in verschiedensten Ökosystemen besser untersucht werden. Damit wird ein wichtiger Beitrag zur grundlagenbezogenen und auch angewandten Ökosystemforschung geleistet.