Mikrobielles Leben und Kohlenstoffkreislauf im tiefen Meeresboden des Bengalfächers (IODP Exp. 354)

• Antragsteller: Dr. Rishi Ram Adhikari
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie ; Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 320209155

Die beantragte Sachbeihilfe soll der Fahrtauswertung von IODP Expedition 354 (Februar-März 2015) dienen, an der der Antragsteller, Dr. Rishi Ram Adhikari, teilgenommen hat. Die Expedition hat auf einem Transekt entlang 8° nördlicher Breite im Bengalfächer sieben Bohrungen abgeteuft, um die Wechselwirkungen zwischen Tektonik, Klimawandel und globalem Kohlenstoffkreislauf zu untersuchen. Zugleich bietet sie die seltene Chance, die tiefe Biosphäre des Indischen Ozeans zu untersuchen. Dafür wurden hochwertige Proben gewonnen, an denen mit Hilfe neuester Methoden aufgeklärt werden soll wie die Größe, Zusammensetzung und Aktivität der mikrobiellen Gemeinschaften in den Sedimenten des Bengalfächers durch lang- und kurzfristige Änderungen des Sedimenteintrags und der Zusammensetzung des organischen Materials während der Entwicklung des Sedimentfächers beeinflusst werden, und ob metabolische Prozesse in der tiefen Biosphäre mit der Herkunft und Qualität der gelösten organischen Substanz in Beziehung stehen. Dabei soll die existente Datenlücke in Hinblick auf die tiefe Biosphäre im Indischen Ozean verkleinert werden. Das beantragte Projekt möchte fünf Hypothesen testen, die sich an vorrangige wissenschaftliche Fragen des IODP Science Plan (ISP) für den Zeitraum 2013-2023 anlehnen, z.B.: Welchen Ursprung, welche Zusammensetzung und welche globale Signifikanz haben die mikrobiellen Gemeinschaften im tiefen Meeresboden? (Challenge 5), Wie empfindlich reagieren Ökosysteme und Biodiversität auf Umweltveränderungen? (Challenge 7), und Welche Eigenschaften und Prozesse steuern Kohlenstofffluss und -speicherung im tiefen Meeresboden? (Challenge 13). Dafür wird das Projekt die Biomasse, Aktivität und Zusammensetzung mikrobieller Gemeinschaften bestimmen und die Kohlenstoffumsetzung im tiefen Meeresboden mit Hilfe kultivierungsunabhängiger Methoden und Laborinkubationsexperimenten erforschen. Die geplanten Untersuchungen umfassen die Ermittlungen der mikrobiellen Zell- und Endosporenkonzentrationen, die Bestimmung der Hydrogenaseaktivität als Proxy für mikrobielle Gesamtaktivität, und die Untersuchung der stabilen Kohlenstoffisotopenzusammensetzung von Metaboliten. Die Zusammensetzung des gelösten organischen Materials soll mittels 3D Fluoreszenzspektroskopie untersucht werden, und die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaften soll mit Hilfe der in intakten polaren Lipiden und DNA enthaltenen Informationen charakterisiert werden. Darüber hinaus sollen ausgewählte Sedimentproben mit 13-C-markierten organischen Verbindungen versetzt werden, um in Inkubationsversuchen deren Umsatz zu untersuchen. Das beantragte Projekt soll in der Arbeitsgruppe Organische Geochemie von Prof Dr. Kai-Uwe Hinrichs ( Kooperationspartner) am MARUM/Universität Bremen und in den Laboren von Dr. Fumio Inagaki (Kooperationspartner) am Kochi Institute for Core Sample Research (JAMSTEC, Japan) durchgeführt werden.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 527: Bereich Infrastruktur - "International Ocean Discovery Program" (IODP)
• Internationaler Bezug: Japan
• Kooperationspartner: Professor Dr. Kai-Uwe Hinrichs; Dr. Fumio Inagaki