Quantitative Fettsäuresignaturanalyse: ein neues Werkzeug zur Bestimmung trophischer Interaktionen in Bodennahrungsnetzen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Liliane Rueß
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen ; Bodenwissenschaften
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 321417827

Bodennahrungsnetze haben eine Schlüsselfunktion für Ökosystemprozesse des Boden, insbesondere im Kohlenstoff- und Nährstoffzyklus. Es stehen jedoch für Nahrungsnetzmodelle kaum quantitative Daten aus empirischen Studien zur Verfügung, um diese Energieflüsse zu beschreiben. Dies ist vor allem auf das Fehlen von Hochdurchsatzmethoden zur Bestimmung der exakten Ernährungsweise dominanter Konsumenten im Nahrungsnetz zurückzuführen. Das Ziel des beantragten Projektes ist es die quantitative Fettsäuresignaturanalyse (Quantitative Fatty Acid Signature Analysis - QFASA), als neues Werkzeug zur Untersuchung kryptischer unterirdischer Nahrungsbeziehungen zu implementieren. Dieser Modellansatz, rezent entwickelt für marine Ökosysteme und Wirbeltierprädatoren, wird hierbei an Bodenökosysteme und wirbellose Konsumenten angepasst. Im letzten Jahrzehnt wurden Fettsäuren als biochemische Markermoleküle in Bodennahrungsnetzen etabliert. Von dieser qualitativen Fettsäureanalyse ausgehend werden im Rahmen des Projektes die Haupteingangsgrößen für das QFASA Model erstellt, welche Voraussetzung für dessen Anwendung in Bodensystemen sind. Dabei dienen Collembolen als häufige Zersetzer des Bodens als Modelorganismen. Im ersten Schritt wird eine Fettsäurebibliothek zu den Hauptressourcen angelegt und über Simulationsstudien innerhalb der Nahrungsquellen potentielle Überlappung in Signaturen von Ressourcentypen erfasst. Im zweiten Schritt werden in Laborexperimenten mit definierter Nahrung Kalibrationskoeffizienten für spezifische Fettsäuren entwickelt, welche den Effekten des Konsumentenmetabolismus Rechnung tragen. Im dritten Schritt wird das QFASA Model in Simulationen mit Pseudokonsumenten getestet und optimiert. Das so validierte Model wird dann auf Freilandpopulationen von Collembolen in einem Mischwald, Grünland und Ackerland angewendet und deren Nahrungsbestandteile quantifiziert. Damit wird im Rahmen des geplanten Projektes die Basis geschaffen für eine breite Anwendung von QFASA bei weiteren Zersetzergruppen, und somit für die Gewinnung quantitativer Daten zu Nahrungsnetzinteraktionen und Energieflüssen unter realen Bedingungen im Freiland.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen