Nährstoffarme Bereiche bilden die große Mehrheit des Ozeans, aber das Schicksal der dominierenden kleinen Autotrophen in diesen Bereichen ist wenig erforscht und noch weniger verstanden. Formen kleiner als 5 mym machen die große Mehrheit der Autotrophen in nährstoffarmen Systemen aus, und Protisten sind vermutlich die Haupträuber dieser Fraktion, aber besonders im Meer ist diese Verbindung wenig erforscht. Offene, grundlegende Fragen sind: Wie viel, und mit welcher Effizienz fließt Primärproduktion der kleinen Autotrophen in höhere trophische Ebenen? Sind kleine Ciliaten im Meer genauso wichtige Konsumenten kleiner Autotropher wie im Süßwasser oder sind heterotrophe Nanoflagellaten (HNF) die Haupträuber? Sind Synechococcus und Prochlorococcus, die beiden wichtigsten Vertreter der kleinen Autotrophen, in gleichem Masse frassempfindlich? Wie wichtig ist Nährstoff-Recycling durch Protisten, um Primärproduktion zu erhalten? Das vorgeschlagene Projekt wird im Golf von Aqaba stattfinden, einem oligroptrophen Tiefseesystem nicht weit vom Labor entfernt und deshalb logistisch für experimentelle Arbeit optimal geeignet. Das Projekt ist als Zusammenarbeit mit Prof. Anton Post, Eilat, Israel geplant. Experimente werden in Jahreszeiten durchgeführt, in denen unterschiedliche Autotrophe dominieren. Dabei werden Interaktionen zwischen gesamten trophischen Ebenen innerhalb der Planktongemeinschaft aber auch zwischen Arbeiten berücksichtigt, um allgemeine Vorhersagen für oligotrophe Systeme zu machen.
Zahl und Aktivitaet sulfatreduzierender Bakterien (SRB) wurden in den Litoral- und Profundalsedimenten des oligotrophen Stechlinsees untersucht (Sass et al 1996). In den Profundalsedimenten erreichten die Sulfatreduktionsraten Werte bis zu 1,24 nmol pro Kubikzentimeter und Tag. In den Litoralsedimenten wurden mit bis zu 1,82 nmol pro Kubikzentimeter und Tag die hoechsten Raten im Herbst bestimmt, waehrend die Fruehjahrswerte 10- bis 100fach niedriger waren. Die Zellzahlen sulfatreduzierender Bakterien zeigten kaum jahreszeitliche Schwankungen, jedoch liess sich eine ausgepraegte Tiefenverteilung nachweisen. An beiden Standorten wurden bis zu 2 mal 10hoch5 Zellen pro Kubikzentimeter Sediment nachgewiesen. Die hoechsten Zelldichten wurden im Bereich des Sediments gefunden. In den staendig oxischen Sedimentbereichen wurden etwa 10fach niedrigere Zahlen nachgewiesen. Aus den hoechsten Verduennungsstufen der MPN-Zaehlungen wurden SRB isoliert und charakterisiert. Es zeigte sich, dass in den verschiedenen Sedimenthorizonten unterschiedliche Typen von SRB dominierten. Waehrend in den Litoralsedimenten und den obersten 50 mm des Profundalsediments ausschliesslich Gram-negative SRB der Gattungen Desulfovibrio und Desulfomicrobium gefunden wurden, scheinen Gram-positive sporenbildende SRB der Gattung Desulfotomaculum in den tieferen Schichten des Profundalsedimentes dominant zu sein. 16S-rDNA-Sequenzanalysen zeigten, dass in den oxischen Schichten des Litoralsedimentes neuartige vertreter der Gattung Desultovibrio dominieren (S 82, Abb 7, Abb 12).
Das Biodiversitätsprojekt 'Löffelkraut & Co.' leistet einen wesentlichen Beitrag zur Stabilisierung und nachhaltigen Sicherung der Vorkommen des in Bayern endemischen Bayerischen Löffelkrauts und weiterer, teilweise stark gefährdeter und/oder endemischer Begleitarten. Zentrales Anliegen des Projekts ist der langfristige Erhalt und Schutz kalkoligotropher Quellen, Quellbäche und Quellmoore als Lebensraum einer ausgesprochen empfindlich auf Veränderungen reagierenden und deshalb in höchstem Maße schutzbedürftigen Flora und Fauna. Um dies zu erreichen werden teilweise völlig neue Wege beschritten: neben den üblichen Artenhilfsmaßnahmen (Monitoring der Vorkommen, Optimierung vorhandener bzw. Ausarbeitung und Umsetzung von Pflegeplänen, Flächensicherung durch langfristige Bereitstellung für Naturschutzzwecke bzw. Ankauf/Pacht) besteht ein wesentlicher Arbeitsschwerpunkt im Aufbau und der Verstetigung eines engmaschigen Netzwerks aus Behörden, Pflegeverbänden, Naturschutzverbänden und ortskundigen, ehrenamtlich tätigen Betreuerinnen und Betreuern. Das Betreuungssystem aus speziell geschulten und eingewiesenen Ortskundigen wird exemplarisch für die Projektarten entwickelt und kann auf andere Biodiversitäts- und Artenhilfsprojekte übertragen werden. So wird eine kontinuierliche Betreuung der Vorkommen gewährleistet, was bisher im Rahmen der projektmäßig ablaufenden Artenhilfsprogramme nicht möglich war.
Veränderungen in der Nährstoffzufuhr und klimatische Veränderungen sind die wichtigsten Treiber von Veränderungen der Nahrungsnetzstruktur in vielen Gewässern. Im Bodensee sind beide steuernde Faktoren relativ gut untersucht, wobei Untersuchungen bezüglich Eutrophierung und Oligotrophierung nicht die jüngsten, d.h. wirklich oligotrophen Jahre umfassen. Mit diesem kleinen Sachhilfeantrag soll eine 4 jährige Probenahmereihe zur Planktonsukzession (inklusive des mikrobiellen, Ciliaten- und Rotatorienplanktons) im oligotrophen Bodensee vervollständigt werden Aufgrund hoher klimatische Variabilität im bisherigen Untersuchungsverlauf mit teilweise extrem milden Wintern, ist es enorm wichtig die Planktonsukession auch im Jahr 2009, d.h. nach dem strengen Winter 2008/2009 zu erfassen. Dies wird uns erlauben sowohl die Konsequenzen der Reoligotrophierung auf die Nahrungsnetzstruktur besser zu verstehen, als auch wichtige Erkenntnisse bezüglich der Rolle der klimatischen Steuerung in einem oligotrophen See liefern. Die erhobenen Daten werden in vielfältiger Weise statistisch analysiert werden und bilden die Basis für Simulationsrechnungen bezüglich des Eìnflusses von Trophiegrad und Klimaveränderungen auf planktische Nahrungsnetze. Da mit diesem Antrag Probenahmen im Pelagial des Bodensee finanziert werden sollen, besteht keine Verbindung mit dem Sonderforschungsbereich 454 'Bodenseelittoral'.
Ziel des Vorhabens ist es, durch die Analyse der kompletten Genomsequenz von A. borkumensis ein detailliertes Verständnis der metabolischen Eigenschaften, sowie deren Regulation unter umweltrelevanten Bedingungen (u.a. Salinität, Oligotrophie) zu erlangen. Die Genomsequenzierung erfolgt mittels 'shot-gun' Sequenzierungsverfahren. Für die anschließende Arbeiten zum 'Lückenschließen' und 'Sequenzverifizierung' wird eine BAC-Bibliothek erstellt. Nach der Sequenz-Annotation erfolgt die in silico-Analyse der Phänotyp-Genotyp-Beziehung von A. borkumensis und die metabolische Modellierung der zentralen Stoffwechselwege. Parallel werden Transposonmutanten hergestellt und charakterisiert, um die aufgestellten Arbeitshypothesen zu validieren. Mit den Arbeiten zur Proteom und Transkriptom-Analyse von A. borkumensis wird begonnen. Die Ergebnisse der Untersuchungen zum Stoffwechsel von Alcanivorax dienen der Entwicklung von neuen Bioremediationsverfahren, insbesondere von Inokulations- und Bioaugmentationsverfahren. Darüber hinaus kann die Genomsequenz für die Entwicklung von Biosensoren zur Detektion des Verschmutzungsgrad mit Erdölkontaminationen eingesetzt werden.
General Information: This project focuses on investigation and modelling of key processes that affect flow and cycling of carbon and nutrients. In particular, we aim to study how processes change over scales from microns to tens of metres, and to compare processes under two contrasting situations, stratified and mixed water masses. By comparing the Skagerrak with the NE Aegean, we will be able to study differences in functioning between a mesotrophic and an oligotrophic system. There are important differences in sedimentological and geochemistry setting such as higher content of calcareous material in the N. Aegean which are expected to lead to different rates and processes of nutrient recycling, and erosion, transport, deposition, and accumulation of particulate matter. Nutrient regimes are very different and the Skagerrak is relatively turbid with high light attenuation whereas the N. Aegean has clearer water with extremely low attenuation. It is thus likely that not only will primary production processes be different but behavioural differences in zooplankton e.g. predator avoidance, vertical migration, grazing etc. Biological coagulation (packaging) processes are likely to be very different between the two areas and this is expected to have a major influence on flux rates. The benthic systems differ in that biomass and abundances are higher in the Skagerrak but species diversity is higher in the N. Aegean. Thus the processes and rates of mineralisation and material burial will vary. The project is formed around a set of hypotheses defined for each of the key processes identified. The work will be aimed not at establishing mass balances by direct measurement, but will instead focus on the characterisation and modelling of the key processes occurring. Novel aspects include use of high frequency samplers to make in situ measurements of the microstructure, which can considerably improve our understanding of the vertical turbulent transport and of the velocity fluctuations across frontal areas to gain better insight into local biological and physical processes. A state of the art benthic lander will be used to measure respiration and recycling rates of carbon and nutrient elements in sediments in-situ. Large temporal and spatial variability in the near-surface turbulence is expected, which will be investigated on the basis of measurements and l-D modelling. Processes in the organic part of the benthic nitrogen cycle are of major interest as these processes, their regulation and quantitative importance, to a large degree determines the nitrogen sources that eventually will escape to the overlying water. Thus, knowledge on factors regulating processes of organic nitrogen turnover is necessary in the understanding of mechanisms regulating the internal loading. Further, this knowledge is indispensable in the construction of predictive models. ... Prime Contractor: University of Oslo, Department of Biology, Division of Zoology; Oslo; Norway.
Objective: The long-term goal of ESCOBA is to investigate, quantify, model and eventually predict the behaviour of the global carbon cycle in response to the perturbation by man and with respect to its interaction with the physical climate system on time scales of up to several hundred years. The specific objectives of ESCOBA-ocean are to better understand the oceanic processes affecting the observed north-south atmospheric concentration gradient and to assess the impact of the seasonal cycle on the uptake of CO2 by the ocean. Both a modelling approach and an experimental approach will be used. General Information: This will be achieved by further collection of data, detailed model validation, sensitivity studies, incorporation of processes that appear likely to be important regarding oceanic CO2 uptake and transport neglected in previous studies, and simplification of complex 1-D biogeochemical models and their parameter fields. In particular, the role of DOC (dissolved organic carbon) in the carbon cycle will be studied, to better understand the export production partition into particulate and dissolved organic matter (DOM), the time scales of DOM decay and the Redfield ratio of DOM. Based on time series measurements at a fixed station in the oligotrophic North Atlantic (ESTOC station) the magnitude and decay characteristics of the DOM (dissolved organic matter) pulse that is expected to be associated with the spring bloom will be established and the seasonal evolution of the Redfield ratio in isolates of DOM will be analyzed. Satellite measurements will be used to study the world ocean productivity to assess the world ocean primary production (and the carbon fixation) in conjunction with a light-photosynthesis model as well as the temporal evolution (month-by-month) and interhemispheric difference in oceanic carbon fixation and circulation within the phytoplankton compartment. The resulting carbon fixation values will be combined with the pCO2 evolution as measured at sea via diagnostic and prognostic approaches. An experimental part of this project aims at the direct determination of the seasonal cycle and yearly average of the air-sea CO2 flux in two oceanic regions, the Indian ocean and the tropical Pacific ocean. The data will provide boundary conditions on these ocean basins to the atmospheric transport model intended at interpreting the north-south concentration gradient. In situ measurements will be carried out by ships and automated drifting buoys (CARIOCA). Satellite measurements of wind speed, sea surface temperature and ocean colour will be used to deduce the air-sea CO2 flux at regional scale to improve the computing of CO2 uptake in the models. Furthermore, the links between the transfer velocity and physical, chemical and biological parameters at the ocean surface will be investigated by direct ... Prime Contractor: Universite Pierre et Marie Curie, Pari VI, Laboratoire d Oceanographie Dynamique et de Climatologie; Paris; France.
Es wird die Expression von CoxMSL aus Oligotropha carboxidovorans in der Hefe Pichia pastoris und in Escherichia coli untersucht. Ziel ist es, das Enzym Kohlenmonoxid-Dehydrogenase (CODH) in den Bakterien konstitutiv - also ohne die Verwendung von toxischem CO zu produzieren. Damit soll ein Beitrag zum praktischen Umwelschutz durch Gentechnik geleistet werden. Das Enzym wird in Biofiltern für die Reinigung abgasbelasteter Luft eingesetzt, wodurch ein erheblicher Bedarf an CODH besteht, der durch diese konstitutive Produktion sowohl qualitativ als auch quantitativ gedeckt werden soll.
Objective: a) To complete comparative field and laboratory studies, with standardized methodology, into the relation between eutrophication and submerged macrophyte communities (seagrasses, macro-algae) in European lagoon- and coastal bay-systems (Baltic, North Sea, Atlantic, Mediterranean). b) To undertake experimental studies in macro-algal taxonomy and eco-physiology, to standardize and unify the kinetic parameters for a number of properly identified dominant nuisance algae along the European coast. c) To initiate the construction of a validated and balanced modelling-concept for the 'eutrophication-macrophyte' problem in marine coastal areas, in a later stage to be implemented by the leading European institutions in this field. The final aim is a (preliminary) European Eutrophication Marine Macrophyte Model (EUMAC). General Information: The possible long-term chronic effects of coastal eutrophication, together with the offshore consequences have been largely ignored. The increasing chemical and physical disturbance of nearshore coastal systems will finally affect also the undisturbed oligotrophic open seas. Until recently coastal eutrophication and related growth of excess macro-algae, have mainly been treated as local, short-term problems. In fact, the problem has been neglected in favour of eutrophication and related phenomeandna of plankton blooms in the open sea. However, the local problem increased to an overall coastal and inshore area phenomenon, and recently we are scfacing coastal eutrophication problems on a global scale. No attempt has been undertaken to approach the 'eutrophication - macrophyte' problem on a European scale. Adequate management of the coastal 'eutrophication - macrophyte' problem is still impossible and balanced models to be implemented on a larger than local scale do not exist. The development of these models is strongly retarded by the lack of fundamental taxonomical and physiological knowledge of the macroalgae concerned. The important links between algal taxonomy and the reliability, and hence applicability of physiological responses (nutrient, light and temperature kinetics), together with the geographical variations in physiological responses can neither properly be interpreted nor applied in model generalizations. Objectives of the project: A) To carry out comparative field and laboratory studies, with standardized methodology, into the relation between eutrophication and submerged macrophyte communities (seagrasses, macro-algae) in European lagoon- and coastal bay-systems (Baltic, North Sea, Atlantic, Mediterranean). B) To carry out experimental studies in macro-algal taxonomy and eco-physiology, to standardize and unify the kinetic parameters for a number of properly identified dominant nuisance algae along the European coast... Prime Contractor: Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen, Nederlands Instituut voor OecologischOnderzoek astal areas, to be implemCentrum voor Estuariene en Mariene Eco
