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s/microphytobenthos/Mikrophytobenthos/gi

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Erprobungs- und Entwicklungsvorhaben 'Osterrenaturierung' - Qualitative und quantitative Erfassung von Makrozoobenthos und des Mikrobenthos vor und nach den Renaturierungsmassnahmen

Pruefung der natuerlichen Selbstreinigungskraft eines technisch ausgebauten Gewaessers durch Rueckfuehrung in einen naturnahen Zustand am Beispiel der Oster. Fliessgewaesser, Gewaesserguete.

Methanproduktion durch Mikrophytobenthos und dessen Beitrag am benthischen Methanfluss in der Küstenzone der Ostsee

Der Anstieg natürlicher Emissionen des Treibhausgases Methan haben einen bedeutenden Einfluss auf das Klima der Erde. Als Methanquelle nehmen küstennahe Gewässer eine besondere Stellung ein, da die Methankonzentration im Wasser hier wesentlich höher ist als im offenen Ozean. Trotz der Bedeutung der Küstengebiete ist bisher nur wenig bekannt über die hier zu findenden Methanemittenten und ihr jeweiliger Beitrag am atmosphärischen Methanfluss. Zudem zeigen eine Reihe aktueller Untersuchungen, dass Methan nicht nur unter anoxischen Bedingungen mikrobiell gebildet werden kann, sondern dass dies auch in einer oxischen Umgebung möglich ist. Eine solche Methanproduktion nahe der Meeresoberfläche würde den Weg zwischen Methanquelle und Atmosphäre wesentlich verkürzen und damit den Methanfluss in die Atmosphäre verstärken. Aufgrund einiger Untersuchungen, die eine Verknüpfung zwischen Primär- und Methanproduktion aufzeigen, stellen wir die Hypothese auf, dass Mikrophytobenthos (MPB)-Gemeinschaften eine wichtige, aber bisher nicht bearbeitete Stellung in der Flachwasser-Methandynamik zukommen. MPB-Gemeinschaften nehmen eine herausragende Rolle in der Primärproduktion von Küstensedimenten ein. Um die Bedeutung der MPB-assoziierten Methanproduktion besser einordnen zu können, werden wir das Potential dieser Methanquelle in Inkubationsexperimenten detailliert untersuchen. Zur Bestimmung der hierbei wichtigen Effektoren und Mikrophytobenthosarten werden wir an verschiedenen axenischen und xenischen klonalen Kulturen benthischer Diatomeen-Spezies die Primär- und Methanproduktion unter kontrollierten Temperatur- und Lichtbedingungen bestimmen. Mit Hilfe einer neuen Cavity-Ring-Down-Spektroskopie basierten Methode planen wir an geschlossenen Inkubationen die Methankonzentrationsentwicklung in hoher zeitlicher Auflösung über Tag/Nacht Zyklen zu erfassen. Zusätzliche Inkubationen mit 13C-markierten Substraten werden es uns erlauben, den Weg der Methanproduktion in den Diatomeen einzugrenzen. Bisher wurde der Prozess der oxischen Methanproduktion nur in Kulturexperimenten untersucht. Ob die hier ermittelten Raten auch in die natürliche Umgebung übertragbar sind, wurde hingegen nicht geprüft. Um diese Wissenslücke zu schließen, planen wir neben den Experimenten an klonalen Kulturen auch Studien an natürlichen MPB-Gemeinschaften durchzuführen. Diese Gemeinschaften werden wir im Flachwasser vor der Insel Askö (schwedische Ostseeküste) und dem inneren Küstengewässer vor Zingst (Darßer-Zingst-Bodden, deutsche Ostseeküste) beproben, um ein möglichst breites Spektrum an Sedimenten, hydrodynamischen Bedingungen und MPB-Gemeinschaften abzudecken. Um die in unseren Experimenten ermittelten Methanproduktionsraten in die benthischen und atmosphärischen Methanflüsse besser einordnen zu können, werden wir in beiden Untersuchungsgebieten die Methanflüsse zwischen Sediment, dem Wasser und der Atmosphäre bestimmen.

Ausschluss mobiler grundberührender Fischerei in marinen Schutzgebieten der Ostsee, Vorhaben: Auswirkungen auf das Nahrungsnetz, Mikrophytobenthos und Schlüsselarten des Zoobenthos

Untersuchungen zur qualitativen und quantitativen Bedeutung mixotropher Protisten in ufernahen Sedimenten

Im Rahmen der hier vorgeschlagenen Studie sollen erstmalig das Vorkommen und die ökologische Bedeutung mixotropher Protisten in küsten- bzw. ufernahen Sedimenten aquatischer Lebensräume untersucht werden. Im Konzept des mikrobiellen Nahrungsnetzes, eines integralen Teils planktischer Nahrungsnetze, das durch den Fraßdruck kleiner Protisten auf Bakterien geprägt ist, spielen mixotrophe Einzeller eine entscheidende Rolle. Durch ihre Fähigkeit zur Kombination der oxygenen Photosynthese wirken sie im System sowohl auf der Ebene der Primärproduzenten als auch auf der der Konsumenten partikulären organischen Materials. Ausmaß und relative Bedeutung der unterschiedlichen Ernährungsmodi unterlagen sowohl auf Organismen- als auch auf Lebensraumebene sehr großen Schwankungen. Im Vergleich zu pelagischen Lebensräumen gibt es noch große Lücken im Wissensstand zur ökologischen Bedeutung benthischer Protisten. Zwar ist die Gemeinschaft des Mikrophytobenthos sowohl hinsichtlich der von ihr gestellten Biomasse als auch hinsichtlich ihrer Photosyntheseleistung sehr gut untersucht, der Großteil der Arbeiten an benthischen 'Protozoen' beschränkt sich dagegen auf Studien, die wenig zu ihrer Funktion im Lebensraum sagen. Zum Potential für Mixotrophie benthischer Einzeller gibt es bisher keine Studien. Die enge taxonomische Verwandschaft zwischen Vertretern der benthischen und der pelagischen Einzeller legt die Vermutung nahe, dass in den euphotischen Bereichen mariner und limnischer Sedimente mixotrophe Protisten vorkommen und einen erheblichen Beitrag sowohl an der Produktion als auch am Konsum organischen Materials haben. Das hier vorgestellte Projekt dient dem Ziel, das Vorkommen benthischer Mixotrophre zu verifizieren, ihre Bedeutung für die Lebensgemeinschaft zu ermitteln und die Auswirkungen verschiedener abiotischer und biotischer Faktoren (Licht, Temperatur, Nährstoff- bzw. Nahrungsangebot) für die Ausbildung oder Dominanz der unterschiedlichen Ernährungsmodi zu beschreiben

Ausschluss mobiler grundberührender Fischerei in marinen Schutzgebieten der Ostsee, Vorhaben: Bedeutung heterotropher Protisten im Sediment der Ostsee

Chlorophyll a, extracellular polymeric substance concentration and 16S rRNA gene copy numbers in saltmarsh sediments in response to a storm surge

Samples were taken to study the effect of storm surges on ecosystem functioning of salt marsh microbial communities. Sediment samples were collected from experimental salt marsh islands located in the back-barrier tidal flats of Spiekeroog Island, German North Sea (53°45′N, 7°43′E). The islands consist of three elevation zones (0.7 m, 1.0 m, and 1.3 m above mean sea level), corresponding to pioneer zone, lower salt marsh, and upper salt marsh. Six islands were sampled (three initially bare; three transplanted with lower salt marsh sediment and vegetation). Sampling was conducted in September 2022 (pre-disturbance), March 2023 (post-winter storm surges), and August 2023 (recovery phase). Surface sediments (upper 2 cm) were collected using syringe cores. Pooled samples were analyzed for chlorophyll a as a proxy for microphytobenthos biomass using ethanol extraction and spectrophotometric pigment analysis. Extracellular polymeric substances (EPS) were quantified using EDTA extraction followed by phenol–sulfuric acid carbohydrate analysis. DNA was extracted from sediment subsamples using a Qiagen PowerSoil kit. Prokaryotic abundance was estimated by quantitative PCR targeting the 16S rRNA gene (primers 519F/907R), using an Escherichia coli 16S rRNA gene standard curve. The dataset includes chlorophyll a concentrations (µg g⁻¹ dry sediment), EPS carbohydrate concentrations, and prokaryotic 16S rRNA gene copy numbers for all sampling times, elevations, and treatments.

Winter denitrification rates in sand from the Janssand, Germany intertidal flat

Denitrification rates, net nitrate uptake rates, and nitrate penetration depths under advective conditions in sand from the Janssand, Germany intertidal flat

We collected sediment cores from the Janssand intertidal sand flat in Germany in April 2016, August 2016, and February 2017. All measurements were made in laboratory experiments using NOx (nitrate + nitrite) microbiosensors and oxygen microelectrodes. Cores were kept at in situ temperatures with a simulated day/night cycle and regular flushing with site seawater to simulate natural porewater advection during periods of inundation. We determined the depth of maximum microphytobenthos photosynthetic activity from steady-state oxygen profiles. We then flushed site seawater down through the core to measure net NOx and oxygen consumption rates at that depth. We measured potential denitrification rates at high spatial resolution by flushing acetylene- and nitrate-amended site seawater down through the core and measuring the accumulation of nitrous oxide using a microelectrode. Finally, we applied a range of realistic downward advective flows of seawater into sediment, in both the light and the dark, in both the spring and summer. We measured the depth to which NOx and oxygen penetrated over the course of several hours under these steady flow conditions using NOx microbiosensors and oxygen microelectrodes. from our study site, NOx always reached the depths of maximum denitrification potential, regardless of light availability or season.

Consumption rates in sand from the Janssand, Germany intertidal flat

Summer denitrification rates in sand from the Janssand, Germany intertidal flat

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