Schall ist das sensorische Signal, das sich am weitesten im Ozean ausbreitet. Es wird von der Meeresfauna verwendet, um die Meeresumwelt zu erfassen und für die intra- und interspezifische Kommunikation bei Meerestieren, von Wirbellosen bis hin zu Großwalen. Vormals unberührte Regionen wie die Arktis unterliegen derzeit einem schnellen Wandel, der durch anthropogene Nutzung und globale Erwärmung getrieben wird. Die Arktis ist für viele Meeresorganismen von zentraler Bedeutung, beispielsweise für die nahrungssuchende Blauwale. Da intensive Schallemissionen wie sie bei der Öl- und Gasexploration vorkommen, große Auswirkungen auf Meeressäuger haben können, ist es wichtig, nach alternativen Schallquellen zu suchen. Ziel des Projekts ist es, die Reaktionen von Blauwalen auf synthetisch erzeugte akustische Signale von Marine Vibratoren (MV) in ihren Nahrungsgründen zu untersuchen. Das Verhalten von Blauwalen wurde mit akustischen und bewegungsbasierten Aufnahmegeräten gemessen, die den empfangenen Schallpegel am Tier sowie dessen Tauchparameter aufzeichneten. Ein Unterwasserlautsprecher (Argotec-Schallquelle, SS-2) wurde verwendet, um die Tiere tieffrequenten Geräuschen ähnlich denen von MVs auszusetzen, während die Verhaltensreaktionen an den besenderten Tieren gemessen wurden. Darüber hinaus wurden visuelle Beobachtungen und akustische Bojen verwendet, um weitere Verhaltensreaktionen aufzuzeichnen. Der Quellschallpegel des Lautsprechers betrug 180-188 dB re 1 MikroPa in 1 m Entfernung, wobei die gemessenen Empfangspegel in verschiedenen Bereichen während der kontrollierten Expositionsversuchen analysiert wurden. Der maximale Abstand zum Lautsprecher, in der Verhaltensreaktionen einschließlich akustischer Reaktionen erwartet werden, wurde gemäß dem NMFS (2022) Verhaltensreaktionskriterium für Meeressäuger von 120 dB re 1 MikroPa auf 11,1 km modelliert. Während der Schallexposition wurden Veränderungen im Verhalten der Blauwale in Bezug auf die an der Oberfläche verbrachte Zeit (< 2 m Wassertiefe) für die Dauer des Tauchgangs und die Zeit nach dem Tauchgang festgestellt. Besenderte Tiere suchten vor der Schallexposition kontinuierlich nach Nahrung, stoppten die Nahrungssuche jedoch kurzzeitig während sie dem MV-Schall ausgesetzt warenund zeigten in dieser Zeit Tauchgänge ohne Nachrungssuchverhalten. Wir beobachteten, dass Blauwale die Amplitude, Dauer, Wiederholungsrate und Frequenz ihres Rufsignals veränderten, was als Kompensationsmechanismus für erhöhte Umgebungsgeräusche interpretiert werden kann. Diese Fähigkeit, Maskierungsgeräusche durch Anpassung ihrer Vokalisierung zu überwinden, ist von entscheidender Bedeutung um trotz des Vorhandenseins von vibroseismischen Schallsignalen zu kommunizieren. Diese Reaktionen traten bei Walen innerhalb des 11-km-Reaktionsradius auf. Trotz des Fehlens direkter Vergleichsstudien kann davon ausgegangen werden, dass die Reaktionen der Blauwale auf MVs wahrscheinlich weniger schwerwiegend sind als bei anderen Schallquellen (wie z.B. Airguns) die für die Öl- und Gasexploration eingesetzt werden. Diese Studie unterstreicht aber auch, dass beim Einsatz von MVs in geringerer Entfernung von Blauwalen mit Vorsicht vorgegangen werden muss. Quelle: Forschungsbericht
Das Projekt "The legacy of Southern Ocean past: evolutionary history and genetic diversity of benthic Crustacea on the Antarctic shelf" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung e.V. in der Helmholtz-Gemeinschaft (AWI) durchgeführt. The ongoing project is studying the evolutionary history of the Antarctic benthos and suprabenthos to determine the processes that shaped it historically. As model systems we use marine crustaceans from the Antarctic Shelf (East and West Antarctica) with different life histories ranging from brooding to holoplanktonic forms. The project comprises phylogenetic, phylogeographic and population genetic methods to study radiations of genera and species, reconstruct their colonization pathways on the Antarctic Shelf, determine biogeographic boundaries on the shelf, and assess signatures of historic events such as population expansions and bottlenecks. In the last third of the project we will specifically test whether distribution of genetic variation is congruent with expectations based on major oceanographic currents and whether concurrent genetic discontinuities can be identified among species, which can then be interpreted as the result of events in their common environmental history (e.g. glaciations). The taxa included in our analyses are studied in the broadest sense, complementing them as much as possible with representatives from outside Antarctica to understand phylogenetic relationships and mode and age of colonization(s) of the Antarctic Shelf. The project also makes an active contribution to ongoing barcoding efforts of Antarctic marine fauna by providing mitochondrial sequences of a large number of Antarctic Crustacea. With the assessment of both, today s intra- and interspecific genetic diversity of Antarctic crustaceans, our research project provides important baseline information for monitoring species composition and studying response to rapid Antarctic climate change.
Das Projekt "Phylogeny of selected key taxa of Antarctic deep-sea Porifera (Sponges) and the history of their radiation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Senckenbergische Naturforschende Gesellschaft, Forschungsinstitut und Naturmuseum Senckenberg durchgeführt.
Das Projekt "Biodiversity of Heterobranchia from Southern Coast of Iran (Persian Gulf)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zoologisches Forschungsmuseum Alexander König - Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere durchgeführt. Fauna of South Iranian shore lines and the Persian Gulf in general is hardly investigated at all, and only few studies document the occurrence of marine Heterobranchia, many of them generally known as sea slugs. We investigate biodiversity of these slugs analysing molecular data, as well as anatomical data by using Histology, Micro-Computer Tomography and Scanning Electron microscopy.
Das Projekt "FS SONNE (SO 194) - Biolumineszenz: Biolumineszenz und biologische Rhythmen in der mesopelagischen Fauna" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Anatomisches Institut durchgeführt. Ziele: Die physiologischen Untersuchungen an Fischen in der mesopelagischen Zone entlang des Kermadec Arcs bilden einen Beitrag zur biologischen meereswissenschaftlichen Grundlagenforschung und sind daher wichtiger Bestandteil der Analyse der Ökosysteme in den Ozeanen. Mit Hilfe der physiologischen Untersuchungen soll die Funktionsweise der Bioluminiszenz bei Tiefseefischen untersucht werden. Gleichzeitig sollen über die Physiologie Rückschlüsse auf die Lebensweise der Fische und ihre Einbindung in das Ökosystem Tiefsee gezogen werden. Die geplanten Untersuchungen sind aktuell und zum Teil innovativ und werden helfen Wissenslücken in Bezug auf das Leben in der Tiefsee zu schließen. Durch den Ersteinsatz neuer Geräte sollen darüber hinaus erstmals Langzeitaufnahmen von Bioluminiszenz- Ereignissen beobachtet werden. 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).
Das Projekt "BIOLUMINISZENZ IV: Adaption der visuellen Systeme mesopelagischer Tiere an die Bioluminiszenz auf der INGON Ausfahrt SO 258" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Universitätsklinikum und Medizinische Fakultät, Department für Anatomie durchgeführt. Die Expedition mit dem Forschungsschiff 'Sonne' (Fahrt So 258) hat zum Ziel, durch den Einsatz neuer Technologien und Experimente weitere Erkenntnisse zur Sinnesbiologie, vor allem zu Biolumineszenz der mesopelagischen Fauna zu liefern. Durch die Zusammenarbeit und Teilnahme von renommierten Wissenschaftler-Kollegen aus England, USA und Australien wird ein breites Spektrum von Methoden zum Einsatz kommen (autonome Plattformen für das Filmen und Datensammeln in Tiefen von 500-1000 m, 4 elektrophysiologische Mess-Apparaturen zur Charakterisierung der Regenration von Rhodopsin sowie die zeitlichen und räumlichen Auflösung der Retinae bzw. den Augen von Fischen, Krebsen und Tintenfischen). Weiterhin werden wir in einem Querschnitt vieler Arten durch molekularbiologische Analysen die Evolution der Tiefsee-Rhodopsine untersuchen, ein in diesem Umfang völlig neuartiges Projekt. Darüber hinaus hoffen wir, durch unsere Fänge weitere Arten und Daten zur Evolution der Teleskopaugen und ihrer speziellen optischen Eigenschaften liefern zu können. Die Gewässer des Indischen Ozeans, die die Sonne-Fahrt 258 besuchen wird, sind bisher erst wenig systematisch untersucht worden. Daher ist nicht auszuschließen, dass auch neue Spezies angetroffen werden. An Bord werden die physiologischen Experimente durchgeführt, da sie lebendes Gewebe erfordern. Diese Ergebnisse können zeitnah zur Publikation aufbereitet werden. Ansonsten werden wir für die morphologischen und molekularbiologischen Arbeiten das gefangene Material an Bord aufbereiten (präparieren, fixieren bzw. für den Transport konservieren). Die Analyse dieser Proben erfolgt in den Heimatlaboren und kann erfahrungsgemäß mehrere Jahre in Anspruch nehmen.
Das Projekt "FS SONNE (SO 209) - SINNESSYSTEME II: Sinnessysteme in der mesopelagischen Fauna" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Anatomisches Institut durchgeführt. 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).
Das Projekt "SO237 - PROTABYSS: Analyse der Protozoengemeinschaften der abyssalen Tiefsee des südlichen Nordatlantiks (ProtAbyss)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Köln, Institut für Zoologie, Biozentrum Köln, Arbeitsgruppe Allgemeine Ökologie durchgeführt. Obwohl das Abyssal den größten benthischen Lebensraum auf der Erde darstellt, sind mikrobielle Eukaryoten bisher kaum untersucht worden. Dies steht in krassem Widerspruch zur potentiellen Bedeutung der Protisten für den Stofffluss und den Bakterienkonsum in der Tiefsee. Die Untersuchung der abyssalen Protisten von verschiedenen Tiefseebecken des südlichen Nordatlantik soll einen globalen Vergleich der Tiefsee-Nanofauna erlauben. Wir rechnen mit einer einzigartigen Gemeinschaft von Protisten, die signifikante Unterschiede zu anderen marinen Habitaten aufweist. Die Untersuchungen sollen zusammen mit dem Projekt VEMA-TRANSIT durchgeführt werden. Dadurch entsteht die einzigartige Möglichkeit, die gefunden Besiedlungsmuster auf verschiedenen Größenstufen der Tiefseeorganismen vergleichend zu analysieren. Wir wollen an Bord der R/V Sonne mit einem Multicorer Sedimentproben nehmen, Protisten isolieren, kultivieren und zusätzlich Proben fixieren, um im Labor in Köln RNA- und DNA- und Proteom-Analysen durchzuführen. Neben dem Vergleich der unterschiedlichen Techniken wollen wir isolierte Protisten aus der Tiefsee unter Druck kultivieren und Genexpressionsmuster bei Druckinkubation analysieren, um typische Tiefseeprotisten zu identifizieren. Wir erwarten ein komplett neues Verständnis der Rolle der Nano- und Mikroprotisten (heterotrophe Flagellaten, Amöben und Ciliaten), die sehr viel artenreicher als die traditionell berücksichtigten Foraminiferen sind.
Das Projekt "Life in cold oceans:activity dependent on extracellular ion regulation?" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung e.V. in der Helmholtz-Gemeinschaft (AWI) durchgeführt. 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.
Das Projekt "WTZ China - Kueishantao Pilot: Das Kueishantao-Hydrothermalfeld als natürliches Labor für die Untersuchung von Auswirkungen der Ozeanversauerung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Sektion Geowissenschaften, Institut für Geowissenschaften durchgeführt. Ziele: Im Rahmen des Projektes soll das flache Hydrothermalsystem 'Kueishantao' nahe der gleichnamigen vulkanischen Insel an der Nordostküste Taiwans untersucht werden. Der ausgewählte Standort weist eine Vielzahl von CO2-Austritten im flachen Wasser auf und damit lokal eine starke Versauerung der Umgebung. Aufgrund der leichten Zugänglichkeit besitzt das Hydrothermalfeld ein großes Potential, über Vermessung, Modellierung und Laborexperimente einen wichtigen Beitrag zur Erforschung der Ozeanversauerung zu leisten. Es ist geplant, Langzeitmessungen direkt an den Austrittsstellen durchzuführen, um dauerhafte Belastungseffekte durch hohe CO2 Konzentrationen auf die marine Flora und Fauna zu untersuchen. Es wird eine in-situ-Messtechnik auf dem Meeresboden eingesetzt, die die zeitliche Aktivität und Zusammensetzung der hydrothermalen Austritte und ihre räumliche Verbreitung im Flachwasser analysiert. Des Weiteren sollen die toxischen Elemente (As, Hg, Cu, Pb, Tl) in den Austrittswässern und Ablagerungen rund um das Kueishantao System untersucht werden. Die Ergebnisse der chemischen Analysen werden Hinweise zum Verständnis von Strategien der Ernährung und Entgiftung von Meeresorganismen unter stark sauren und giftigen Umgebungen liefern. Insgesamt werden die Studien einen Überblick über die biologischen Folgen der Ozeanversauerung und die Geo-Bio-lnteraktionen in extremen Ökosystemen geben. Das Vorhaben wird in enger Zusammenarbeit mit den taiwanesischen und den chinesischen Partnern durchgeführt.