Die Verunreinigung unserer Wasserressourcen mit organischen Schadstoffen, wie etwa Öl-bürtigen Kohlenwasserstoffen, ist ein ernstzunehmendes Problem und hat vielerorts bereits zu einer chronischen Belastung des Grundwassers geführt. Der biologische Abbau ist der einzige natürliche Prozess, der im Untergrund zu einer Schadstoffreduktion führt. Als Steuergrößen gelten hier die Anwesenheit von Abbauern (Mikroorganismen) und die Verfügbarkeit von Elektronenakzeptoren und Nährstoffen. In den letzten Jahren wurde zudem die Bedeutung dynamischer Umweltbedingungen (z.B. Hydrologie) als wichtige Einflussgröße erkannt. Ein wichtiger Aspekt wurde jedoch bisher nicht in Betracht gezogen, nämlich die Rolle der Viren bzw. Phagen. Viren sind zahlenmäßig häufiger als Mikroorganismen und ebenso ubiquitär vorhanden. Mittels verschiedener Mechanismen können sie einen enormen Einfluss auf die mikrobiellen Gemeinschaften ausüben. Einerseits verursachen sie Mortalität bei ihren Wirten. Andererseits können sie über horizontalen Gentransfer den Wirtsstoffwechsel sowohl zu dessen Vorteil als auch Nachteil modifizieren. In den vergangenen Jahren konnten verschiedene mikrobielle Phänomene der Aktivität von Viren zugeschrieben werden. Die klassische Ansicht, dass Viren ausschließlich Parasiten sind, ist nicht mehr zutreffend. Als Speicher und Überträger von genetischer Information ihrer Wirte nehmen sie direkten Einfluss auf biogeochemische Stoffkreisläufe sowie auf die Entstehung neuer Schadstoffabbauwege. Biogeochemische Prozesse in mikrobiell gesteuerten Ökosystemen wie dem Grundwasser und die dynamische Entstehung und Anpassung an neue Nischen als Folge von Veränderungen der Umweltbedingungen kann nur verstanden werden, wenn der Genpool in lytischen und lysogenen Viren entsprechend mit berücksichtigt wird. Das Projekt ViralDegrade stellt Paradigmen in Frage und möchte eine völlig neue Perspektive hinsichtlich der Rolle der Viren beim mikrobiellen Schadstoffabbau eröffnen, welche zur Zeit noch als Black Box behandelt werden. ViralDegrade postuliert, dass Viren (i) durch horizontalen Gentransfer und den Einsatz von metabolischen Genen den Wirtsstoffwechsel modulieren (Arbeitshypothese 1) und (ii) für den temporären Zusammenbruch von dominanten Abbauerpopulationen und, damit verbunden, für den Wechsel zwischen funktionell redundanten Schlüsselorganismen verantwortlich sind (Arbeitshypothese 2). Sorgfältig geplante Labor- und Felduntersuchungen und vor allem der kombinierte Einsatz von (i) neu entwickelten kultivierungsunabhängigen Methoden, wie etwa dem Viral-Tagging, und (ii) ausgewählten schadstoffabbauenden aeroben und anaeroben Bakterienstämmen, garantieren neue Erkenntnisse zur Rolle der Viren beim mikrobiellen Schadstoffabbau sowie ähnlichen mikrobiell gesteuerten Prozessen. Ein generisches Verständnis der Vireneinflüsse wird zudem zukünftig neue Optionen für die biologische Sanierung eröffnen.
Das Forschungsprojekt ist eingebettet in den Sonderforschungsbereich SFB 607. Die Untersuchung des Wachstums unter individuellen Umweltbedingungen von Buchen und Fichten in Mischung wird im Teilprojekt B1 des Sonderforschungsbereichs 607: 'Wachstum oder Parasitenabwehr?' durchgeführt. Der SFB läuft seit Juli 1998, hat seine erste Projektphase im Jahre 2001 abgeschlossen und ist für mindestens zehn Jahre konzipiert. Aufgabe ist es, die allometrische Beziehungen zwischen Kronendimension und Biomasseverteilung in Abhängigkeit vom Standraum und den Umweltbedingungen für Mischbestände (Buche, Fichte) unterschiedlichen Alters und auf unterschiedlichen Standorten zu beschreiben. Damit soll 1. die Hochrechnung auf Dimensions- und Biomassegrößen auf der Grundlage von verfügbaren Bestandesinformationen ermöglicht werden (durch destruktive Probenahme, BHD- und Höhenmessungen) und 2. die Auswirkungen von Stressfaktoren auf die allometrischen Verhältnisse von einzelnen Bäumen und damit auf die Allokation eingeschätzt werden (mit Hilfe hochauflösender Dendrometer und Kronenablotungen). Das Projekt B1 befindet sich bereits in der vierten Phase. Bisher wurde im Projekt B1 die Allometrie als Resultat der pflanzeninternen Steuerung der Allokation untersucht. Auf Individuenebene wurden Allometrie und ihre Veränderung für verschiedene Baumarten in verschiedenen ontogenetischen Stadien untersucht. Auf Bestandesebene wurden die self-thinning-Linien von Yoda und Reineke für krautige bzw. holzige Pflanzenbestände analysiert. Bisherige Allometriebestimmungen erbrachten für diese Arten zwar ähnliche Größenordnung aber auch charakteristische Unterschiede, die Ausdruck spezifischer Strategien der Raumbesetzung und -ausbeutung widerspiegeln. Die bisher vereinzelten Auswertungen sollen in Phase IV in eine übergreifende Analyse (versch. Arten, ontogenetische Stadien, Konkurrenzsituationen, Störfaktoren) der Allometrie auf Pflanzen- und Bestandesebene münden.
Der intrazellulaere Parasit Theileria parva verursacht bei Rindern ein Lymphom. Der Mechanismus dieser Tumorinduktion wird studiert mit dem Ziel, neben grundlegenden Erkenntnissen der Krebsentstehung auch Methoden der Bekaempfung des East African Fevers zu gewinnen und zu entwickeln.
Es soll die Reaktion einer Rehwildpopulation in einem eng begrenzten Raum (Forstamtsgroesse ca. 5000 ha) hinsichtlich schwankender Abschusshoehen untersucht werden. Als Kriterien fuer die Kondition der Tiere werden Gewicht, Unterkieferlaenge, Parasitierungsgrad untersucht. Weiterhin werden Informationen ueber Raumnutzung durch Spuren- und Losungszaehlungen gewonnen. Untersucht wird auch die Abhaengigkeit des Aufenthaltsortes von der Biotopstruktur, besonders im Hinblick auf Aenderungen derselben. Die Ergebnisse lassen auf einen ueberraschend schnellen Einfluss verstaerkter Bejagung auf die Parasitierung schliessen ebenso wie sich auch eine wieder abnehmende Abschusszahl auf die Parasitierung innerhalb relativ kurzer Zeit auswirkt. Bei der Bejagung spielt die Habitatstruktur eine grosse Rolle, dies drueckt sich z.B. in unterschiedlicher Parasitierung im Bereich von Teilpopulationen aus. Spuren- und Losungsuntersuchungen deuten auch auf eine Verschiebung der Aufenthaltsorte bei steigendem Jagddruck in Gebiete hin, die schlecht bejagbar und ruhiger sind (Dickungen). Dies fuehrt zu Problemen durch die sich dann erhoehende Wilddichte in diesen Gebieten (Wirkung auf die Kondition der dort lebenden Tiere).
Mit Hilfe von systemanalytisch aufgebauten Programmen versuchen wir den Befallsverlauf von Pflanzenkrankheiten zu simulieren und die darauf einwirkenden Faktoren zu analysieren. Weitgehend abgeschlossen ist der Simulator Epidem fuer Apfelschorf. In Bearbeitung befindet sich ein Simulator fuer Gerstenmehltau. Mit einer Arbeitsgruppe von der Agric. Research Organ. (Volcani Center) Israel wird an einem von der DFG gefoerderten Vorhaben ueber Kompensationsphaenomen in Angriff genommen.
Ein Massensterben der Herzmuschel, das im Sommer 1976 begann und auch in den folgenden Jahren nicht zum Stillstand kam, ist Gegenstand folgender Untersuchungen: a) Populationsentwicklung an vier Terminstationen; b) Belastung mit Pestiziden und Buntmetallen; c) quantitative Belastung mit Parasiten (Trematodenlarven, Copepoden, Ciliaten).
Untersuchung der Lebensweise, Verbreitung und Haeufigkeit, sowie der Biotopbindung von Raupenfliegen, d.h. von Parasiten schaedlicher Insekten.
In den Eichenwaeldern Unterfrankens kommt es in regelmaessigen Abstaenden zu Massenvermehrungen des gruenen Eichenwicklers. Der Einfluss von Waldameisen und Raubparasiten auf den Massenwechsel dieser und verwandter Arten wird im Freiland analysiert (Abundanzanalysen, Kontrollen des Nahrungseintrags der Waldameisen, Aufzuchten der Wirte und Parasiten, etc.). Der Nahrungserwerb der Waldameisen und seine Regulation werden auch in Laborexperimenten analysiert. Es ist unter anderem auch ein Ziel der Untersuchungen, grundsaetzliche Vorstellungen ueber den Einfluss einerseits der Waldameisen, andererseits der Raubparasiten, auf den Massenwechsel eines gradierenden Insekts zu gewinnen.
Waehrend die Lebenszyklen der Parasiten recht gut untersucht sind, liegen ueber die Quantitaet der Parasitierung wenig Daten vor. Die Gesamtheit aller Ekto- und Endoparasiten wird fuer einige Fischarten in Baggerteichen verschiedenen Alters untersucht. Die statistische Analyse zeigt eine ueberraschende individuelle Analyse im Parasitenbefall. Eine Reihe von Korrelationen deuten jedoch auf Regelmaessigkeiten und kausale Zusammenhaenge.
Faunistische Erhebungen: Zusammensetzung der wichtigsten Tiergemeinschaften. Begonnen: Kleinsaeugerfauna einschliesslich Parasiten, Bipterenfauna im Boden, Fauna aufgelassener Weidenbestaende. Einfluss der Eindeichung auf die Entwicklung der Fauna ausserhalb und innerhalb des Deiches (aquatisch und terrestrischer Bereich). Begonnen: Fauna der frueher tideabhaengigen Graeben innerhalb des Deiches, insbesondere Oligochaeten, Chinnomiden. Nahrungsketten, Produktivitaet einzelner Bereiche, Regulationsfaehigkeit. Zusammenarbeit mit Botaniken geplant.
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