Methoden zur artspezifischen Analyse der Photosyntheseleistung und Top-Down vs. Bottom-Up-Kontrolle von marinem Phytoplankton

• Antragstellerin: Dr. Maike Piepho
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme ; Physik, Chemie und Biologie des Meeres
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 290359337

Das Phytoplankton bildet die Basis aller aquatischen Nahrungsnetze. Innerhalb der Artengemeinschaft der Algen gibt es Unterschiede in der Häufigkeit und Photosyntheseleistung bzw. Produktion einzelner Arten. Diese Unterschiede können sich entscheidend auf die Weitergabe von Energie im Nahrungsnetz auswirken. Arten, die zu einem bestimmten Zeitpunkt sehr häufig sind, aber nur eine geringe Produktion aufweisen, werden möglicherweise nicht durch das Zooplankton gefressen und tragen so nicht zu einer Energieweitergabe an höhere trophische Ebenen bei. Dagegen kann eine hohe Produktion bei wenig abundanten Arten darauf hindeuten, dass diese bevorzugt gefressen werden und so größeren Einfluss auf die Energieweitergabe im Nahrungsnetz haben, als abundante Arten. Um diese Hypothesen zu testen, sollen im Niederländischen Institut für Meeresforschung (NIOZ) in Yerseke (Niederlande) verschiedene Methoden zur artspezifischen Analyse von Phytoplankton getestet und optimiert werden. Die Flowcytometrie erlaubt eine schnelle Charakterisierung der Phytoplanktongemeinschaft (Zellzahlen und Fluoreszenz als Maß für die photosynthetische Kapazität); kann aber nur eine grobe Einteilung in Algengruppen vornehmen. Wesentlich detaillierter ist die Einzelzellanalyse mit einer Kombination aus Mikroskop und Pulsamplitudenmodulations (PAM)-Fluorometrie. Hierbei können Arten genau bestimmt und ihre Photosyntheseleistung gemessen werden. Der zeitliche Aufwand erlaubt aber nur die Analyse einer begrenzten Anzahl an Zellen. Eine Kombination beider Methoden scheint zur Überprüfung der Hypothesen erfolgsversprechend. Der dreimonatige Aufenthalt im NIOZ Yerseke dient der Methodenoptimierung der Flowcytometrie und des Mikroskop-PAM für die Einzelzellanalyse von Phytoplankton. Anschließend soll die Phytoplanktongemeinschaft der Nordsee charakterisiert werden. Die erworbenen Kenntnisse sollen im Anschluss an den Auslandsaufenthalt in einem geplanten Projekt angewandt werden, dass sich mit der Energieweitergabe im Nahrungsnetz von Nord- und Ostsee beschäftigt.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Niederlande
• Gastgeber: Dr. Jacco Kromkamp