With its 260,000 catalogued specimens, the ichthyological collection of the LIB at the Hamburg site hosts the largest fish collection of Germany. The collection comprises specimens from more than 8,000 fish species representing about a quarter of all known fish species worldwide. The collection includes more than 3,100 type specimens from about 500 valid species. About 98% of the collection material is stored in 70% ethanol in glass jars or stainless steel tanks. The collection also contains some specimen fractions such as skin preparations, dried skeletons, skulls, jaws, scales and otoliths, as well as DNA samples, photographs, x-rays and related publications. The fish collection is world-wide in coverage and comprises marine, freshwater and diadromous species. Marine fishes are mainly represented by lots from the Atlantic Ocean and adjacent waters, especially from the North and Baltic Seas. The collection comprises also comprehensive material from the deep sea and coral reefs of the Pacific and Indian Oceans. The Myctophidae, a marine family of Actinopterygii, comprises more than 4,800 lots, the highest number of catalogued lots of a family in the collection. Elasmobranchii are mainly represented in the collection with the family Rajidae, comprising more than 1,400 lots. Extensive material of freshwater fishes stems from Europe, Asia and Africa as well as from South and Middle America. The majority of the holdings of the fish collection is digitalized.
This dataset documents field investigations on the biological effects of legacy World War I munitions on marine organisms, with a focus on shipwreck sites in the North Sea. Three historically well-documented wrecks were selected: the light cruiser SMS Mainz, the minelayer SMS Ariadne, and the submarine UC30. These wrecks were chosen based on detailed archival information regarding their sinking circumstances and cargo, their unambiguous identification, and their accessibility for scientific diving operations. As a munition-free control, a reference area outside known wreck fields was sampled (Naturschutzgebiet Borkum Riffgrund). The flatfish Limanda limanda (dab) was selected as a sentinel species. Sampling was conducted during several cruises with the research vessel Heincke (HE 573, April 2021 – SMS Mainz; HE 596, April 2022 – UC30 and SMS Ariadne; HE 607, September 2022 – UC30; HE 613, February 2023 – SMS Ariadne) and with the Uthörn (May 2022 – reference site). Fish were caught using bottom trawls deployed as close as possible to the wreck structures. Captured fish were transferred to seawater tanks prior to dissection. Each specimen was measured, weighed, and assessed biometrically to calculate condition factors as indicators of general health. Subsequent processing included macroscopic examination of livers for pathological alterations (e.g., fatty liver, nodules, bile stasis, tumor formation). Liver tissue was partitioned for histological analysis (H&E staining after methacrylate embedding), histochemical biomarker assays (lipofuscin accumulation, neutral lipids, lysosomal membrane stability), and biochemical measurements. Enzyme activities of catalase (CAT) and glutathione S-transferase (GST) were quantified in liver and muscle homogenates using spectrophotometric assays and normalized to protein content. Both otoliths were extracted for age determination, dried, embedded in resin, and microscopically examined under variable light intensities to identify annual growth rings. The resulting dataset integrates biometric data, liver pathology, histological and histochemical biomarkers, enzyme activity profiles, and otolith-based age determinations from dabs collected at munition-affected shipwrecks and a reference site. It provides a standardized and comprehensive resource to evaluate the potential toxicological effects of World War I munitions on marine fish populations in the North Sea.
Um die lückenhaft über große Flächen und oft unberechenbar verteilten Meeresressourcen zu nutzen, fliegen Albatrosse und Sturmvögel oft Hunderte von Kilometern pro Tag und füttern ihre Küken selten. In marinen Ökosystemen unter starkem anthropogenem Einfluss wird die Verfügbarkeit von Beute oft durch die Anwesenheit der Fischereifahrzeuge verändert, die große Mengen an Abfällen wie Innereien von verarbeitetem Fisch, Nichtzielarten und zu kleine Fische verwerfen. Dadurch erzeugen sie nicht nur eine vorhersehbare und reichliche Nahrungsquelle für Seevögel, sondern Fischerei-Abfälle erschließen Seevögeln auch den Zugriff auf demersale Organismen wie Bodenfische als neuartige Nahrungsquelle. In vielen fischreich genutzten Meeresgebieten stellen Abfälle daher einen großen Anteil der Nahrung von Seevögeln. Dies kann erhebliche Auswirkungen auf die Ernährungsökologie der Seevögel haben. Das Ziel der geplanten Studie ist es, unser Verständnis von Verhaltensanpassungen als Reaktion auf Änderungen in der Verfügbarkeit von Beute zu vertiefen. Wir schlagen dazu eine Fallstudie an Sturmtauchern Calonectris diomedea im Mittelmeer vor, einer Art, die sowohl natürliche Beute als auch Fischereiabfälle als Nahrung nutzt. Um das Ausmaß und die Auswirkungen der Nahrungsquellen zu bewerten, werden wir eine Kombination aus GPS-Tracking, Messungen der Stoffwechselrate mit 2 Methoden (Beschleunigungsdaten und Schwerwassermethode) und nicht-invasive genetische Nahrungsbestimmung verwenden. Wir werden untersuchen, ob die Nutzung der Fischereiabfälle durch die Sturmtaucher als Reaktion auf geringe Verfügbarkeit von ihrer natürlichen Beute auftritt oder ob diese Art sich an die neue Nahrungsquelle angepasst hat, und sie unabhängig von der Verfügbarkeit ihrer natürlichen Beute regelmäßig nutzt. Darüber hinaus werden wir erfahren und neue Brutpaare vergleichen, um zu bewerten, wie die Qualität von Alttieren dieses Verhalten beeinflusst, sowie die Energiebilanz der natürlichen Beute und von Fischereiabfällen vergleichen.
Polychlorierte Biphenyle (PCB) stellen als persistente organische Schadstoffe (POP) weltweit eine Belastung für die Umwelt dar. Die Analyse von Kongenerenprofilen ist eine Möglichkeit, um Quellen und Ausbreitungspfade von PCB nachzuvollziehen. Dies wird allerdings dadurch erschwert, dass sich die Profile über die Zeit verändern können. Im Vorhaben wurden KI-basierte Methoden für den Profilvergleich entwickelt, die solche Transformationen in der Umwelt berücksichtigen. Hierfür wurden aus Verbrauchs- und Emissionsprofilen unterschiedlicher Länder sogenannte Schattenprofile als realistischere Belastungsquellen modelliert. Diese wurden durch Self-Organizing-Maps strukturiert, zusammengefasst und mit gemessenen Belastungsprofilen abgeglichen.Es konnte gezeigt werden, dass die Belastung durch PCB bei Meeresfischen insbesondere durch Emissionsprofile und den zugehörigen atmosphärischen Belastungspfad erklärbar ist. Fische aus Binnengewässern hingegen weisen eine grundlegende Belastung durch gealterte Sedimentprofile auf, welche vermutlich atmosphärisch überprägt werden.
Das fundierteste mechanistische Verständnis, wie sich klimatisch bedingte, physikalische Bottom up Prozesse auf Tiere auswirken, kann durch Untersuchung der physiologischen Grundlagen zentraler Mechanismen (Überleben, Wachstum, Reproduktion) auf Veränderungen in den Mittelwerten und Abweichungen von multiplen Schlüsselfaktoren erreicht werden. Klimatisch bedingte Veränderungen bei Fischen scheinen von einer Anzahl von Prozessen hervorgerufen zu werden, welche das Überleben der frühen Lebensstadien beeinflussen. Dieses Projekt (THRESHOLDS) nutzt drei getrennte aber zusammenagierende Ansätze um einen step change in unserem mechanistischen Verständnis darüber zu erbringen, wie Klimavariabilität die Struktur und Funktion niedriger trophischer Ebenen in marinen Systemen beeinflusst (mit Fokus auf Ichthyo und Zooplankton). THRESHOLDS untersucht die ersten Zwei Lebensmonate, während dieser, die Jahrgangsstärke des Atlantischen Herings (Clupea harengus) in der Nordsee festgelegt wird. In Laborexperimenten sollen zum einen die Auswirkungen von Beuteart und größe auf die Physiologie von Fischlarven in unterschiedlichen thermischen Umgebungen getestet und stellvertretende Messungen des Ernährungszustands auf im Feld gefangene Larven übertragen werden. Zum anderen sollen durch erstmalige Feldbeprobungen die in situ Plankton (Proto, Mikro und Mesozooplankton) und Heringslarvendynamiken während der Herbst und Winterzeit in der Nordsee gemessen werden. Diese Planktondaten werden mit bereits vorhandenen Datensätzen erweitert, um eine einzigartige, siebenjährige Zeitserie der Nordsee Heringslarven und ihrer Beute (15-2000 mym) zu erhalten. Schließlich werden mittels Generalized Additive Mixed Models und Simulationen eines physiologischen Individuen-basierten Modells Schlüsselfaktoren identifiziert, die das larvale Wachstum innerhalb der Zeitserie steuern. THRESHOLDS verbessert den state-of-the-art mit seinem ganzheitlichen Ansatz i) Auswirkungen des Klimawandels auf die Rekrutierung einer Schlüsselart, ii) den vernachlässigten Protozooplankton Ichtyoplankton Link, iii) die Theorie der Optimalen Nahrungssuche für marine Fischlarven, und iv) die Kalibrierung und Nutzung von physiologischen Proxies für Feldproben. Überwinternde Nordseeheringslarven eignen sich ideal als Fallstudie, da i) eine der längsten, räumlich abgegrenzten Zeitserien für frühe Lebensstadien einer marinen Fischart vorhanden ist, ii) erfolgreiche Vorarbeiten die physiologischen Techniken entwickelt und Feldproben gesammelt haben, die in dieser Studie verwendet werden, iii) ein physiologisch basiertes IBM mit einer nachgewiesenen Erfolgsgeschichte vorhanden ist, und iv) ein sehr starkes internationales Netzwerk besteht, welches Eigenleistungen wie Schiffszeit oder historische Proben bereitstellt und, gemeinsam mit den Projekt PIs, ein unübertroffenes Grundlagenwissen über die Ökologie des Zielorganismus bietet.