Das Projekt "Auswirkung von Stress auf das Schaelverhalten beim Rotwild" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Veterinärmedizinische Universität Wien, Forschungsinstitut für Wildtierkunde und Ökologie durchgeführt. Schaelschaeden an der Waldvegetation durch- Rotwild (Cervus elaphus) stellen ein grosses Problem dar und verursachen oft betraechtlichen wirtschaftlichen Schaden. Als eine der Hauptursachen fuer uebenmaessiges Schaelen wird Stress als Folge menschlicher Stoerungen und sozialen Stressoren vermutet. Haeufige Beunruhigungen durch Menschen beschneiden den Lebensraum der Tiere, die sich in deckungsgebietende Einstaende zurueckziehen und diese oft nur mehr in den Nachtstunden verlassen. Als Folge wird die Nahrungsaufnahme unterbrochen, was zu Stoerungen der Verdauungsprozesse fuehren kann. Das Schaelen von Baumrinde wirkt diesen Stoerungen aber substituierend fuer unzureichende, Nahrungsaufnahme entgegen. Die Wildfuetterung soll nun vor allem ueber die Wintermonate uebermaessiges Schaelen verhindern. Die Winterfuetterung stellt jedoch haeufig eine zusaetzliche Stressbelastung dar, vor allem dann, wenn Dominante niederrangige Tiere von den Futterstellen vertreiben. Stressbelastung fuehrt zu einer Mobilisation schnell verfuegbarer Energie und der Steigerung von Blutdruck und Herzschlag. Prozesse, wie Wachstum, Verdauung, Fortpflanzung oder die Immunreaktion werden dagegen unterdrueckt. Ausschlaggebend fuer diese Reaktionen sind die Hormone der Nebenniere - Katcholamine und Glucocorticoide. Besonders die Glucocorticoide werden herangezogen, um das Ausmass von Stressbelastungen zu untersuchen. Gerade bei frei lebenden Tieren ist eine Blutabnahme, jedoch kaum moeglich oder verursacht ihrerseits Stress, der die Resultate beeintraechtigen wuerde. Es wurden daher Methoden entwickelt, Corticoid-Metabolite aus Kot zu bestimmen. Anhand von Kotproben ist es moeglich, Hormonkonzentrationen nicht-invasiv zu messen. Die Tiere muessen dabei nicht manipuliert werden, was gerade fuer die Untersuchung frei lebender Wildtiere von entscheidender Bedeutung ist. Die Aufnahme von Rinde kann ebenfalls anhand der Kotproben quantifiziert werden. Rinden aller Gehoelzpflanzen enthalten im Gegensatz zu allen anderen Pflanzenteilen groessere Mengen an Suberin, einer unverdaulichen Substanz, die dem Schutz der Pflanzen dient. Die Quantifizierung des Suberingehaltes im Kot gibt daher Auskunft ueber das Ausmass der Schaelbelastung durch das Rotwild. Im Rahmen dieser Studie sollen nun nicht-invasive Methoden zur Bestimmung des Cortisol-Metabolit- bzw. Suberin-Gehaltes aus dem Kot beim Rotwild angewandt werden. Das ermoeglicht einerseits, Hauptursachen der Stressbelastung von Rotwild zu untersuchen. Zum anderen koennen die Auswirkungen von Stress auf das Schaelverhalten festgestellt werden. Dieser Forschungsansatz liefert nicht nur einen wesentlichen Beitrag zum Verstaendnis der Ursachen und Auswirkungen von Stress beim Rotwild, er bildet auch die Grundlage fuer eine effiziente und zielgerichtete Wildbewirtschaftung.
Das Projekt "Anatomie und chemische Zusammensetzung der Endodermis der Wurzeln ausgewaehlter Pflanzenarten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Würzburg, Julius-von-Sachs-Institut für Biowissenschaften mit Botanischem Garten, Lehrstuhl für Botanik II Ökophysiologie und Vegetationsökologie durchgeführt. Die Endodermis der Wurzeln hoeherer Pflanzen trennt als interzellularenfreie, einschichtige Zellage die aeussere Wurzelrinde vom inneren Zentralzylinder. Insbesondere in ihrem primaeren Entwicklungszustand, dem sogenannten Caspary-Streifen, wird der Endodermis die Funktion eines inneren Abschlussgewebes zugesprochen. Der apoplasmatische Transport von Wasser und Naehrelementen aus der Bodenloesung in den Zentralzylinder der Wurzel soll durch geeignete chemische Veraenderungen (kutin- oder suberinaehnlicher und/oder ligninaehnlicher Stoffe), die im Bereich der primaeren, antiklinen Zellwaende zur Ausbildung des Caspary-Streifens fuehren, vollstaendig unterbunden sein. Ziel dieses Vorhabens ist es, in enger Verbindung zur lichtmikroskopischen Untersuchung der Anatomie der Wurzelendodermis in ihren verschiedenen Entwicklungsstadien, ihre im Grunde bis heute noch unbekannte chemische Zusammensetzung mit Hilfe moderner spektroskopischer Analysenmethoden (Massenspektrometrie und Infrarotspektroskopie) aufzuklaeren. Diese Erkenntnisse ueber die stoffliche Grundlage sind als Voraussetzung fuer ein grundlegendes Verstaendnis der Funktion der Endodermis als innere Transportbarriere der Wurzel unabdingbar.
Das Projekt "Oberflächen und Grenzflächen in Pflanzen: Lignin, Suberin und Cutin" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Holztechnologie und Nachwachsende Rohstoffe durchgeführt. Beim Übergang der Pflanzen vom Wasser- zum Landleben haben komplexe phenolische Verbindungen (Lignin) und natürliche Polyester (Cutin, Suberin) eine wichtige Rolle gespielt indem sie neue Grenzflächen und Oberflächen mit hydrobisierenden Eigenschaften ermöglichten. Die Einlagerung von Lignin zwischen den Cellulose Mikrofibrillen und Hemicellulosen war wesentlich für die Entwicklung funktionsfähiger Leitbahnen (Xylem) und die mechanische Festigkeit. An den Grenzflächen zur Luft musste der Wasserverlust minimiert werden, was durch die Einlagerung von Cutin (Blätter) und Suberin (Stamm, Wurzel) erreicht wurde. Auch wenn Basiswissen über die drei Polymere vorhanden ist, macht sie ihre große Variabilität sowohl im Vorkommen als auch in ihrer Zusammensetzung und offene Fragen bezüglich der Polymerisation zu den am wenigsten verstandenen pflanzlichen Polymeren. Durch die Adaptionen um in den sehr vielfältigen Lebensräumen zu überleben entwickelten sich verschiedenartigste Erscheinungsformen, die hoch spezialisierte Gewebe erfordern um damit unterschiedliche Eigenschaften und Funktionen zu erfüllen. Das wird erreicht durch eine sich ändernde Zusammensetzung und Struktur auf den verschieden hierarchischen Ebenen (mm-ìm-nm) und es gibt immer noch eine große Wissenslücke bezüglich Verteilung der Polymere und Struktur auf Mikro- und Nanoebene. Wir werden diese Lücke durch die Anwendung von Raman Imaging und Rasterkraftmikroskopie (AFM) füllen. Raman Imaging ermöglicht die chemische Zusammensetzung auf Mikroebene zu verfolgen und AFM ergänzt durch die Aufklärung von Nanostruktur und -mechanik. Jedes Raman-Image basiert auf Tausenden von Spektren, wovon jedes ein molekularer Fingerabdruck der Zellwand auf Mikroebene ist. Derzeit gelingt es nur einen Teil der chemischen und strukturellen Informationen die in der Raman-Signatur stecken, zu extrahieren. Durch mehr Wissen über die Raman-Spektren der Pflanzen und ihrer Komponenten und neue Ansätze der multivariater Datenanalyse wollen wir mehr Informationen zugänglich machen. Um auf Nano-Ebene die chemische Zusammensetzung von kleinsten Oberflächen und Grenzflächen zu entschlüsseln, werden wir Tip-enhanced Raman-Spektroskopie (TERS) anwenden. Mit diesen anspruchsvollen in-situ Ansätze werden wir 1) die Lignifizierung innerhalb der nativen Zellwand verfolgen und ungelöste Fragen rund um die Lignin Polymerisation angehen 2) die Chemie und Struktur der Tracheiden und Gefäßwände auf Mikro-und Nano-Ebene und etwaige Auswirkungen auf die hydraulischen und mechanischen Eigenschaften aufklären 3) die Mikrochemie und Nanostruktur von Cuticula und Periderm und ihren Einfluss auf die Barriereeigenschaften entschlüsseln und 4) beantworten ob Trockenstress sich auch auf der Mikroebene und Nanoebene widerspiegelt. Neue Einblicke in die Variabilität, Verteilung und Zusammensetzung der Pflanzenpolymere und den Einfluss von Trockenstress werden gewonnen und wichtige Struktur-Funktions-Beziehungen aufgeklärt. usw.