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Projekt
Eisen-Mangan Ko-Limitierung – ein potenzieller Kontrollfaktor der Phytoplanktonökolgie des Südpolarmeeres
Antragstellerin
Dr. Scarlett Trimborn
Fachliche Zuordnung
Physik, Chemie und Biologie des Meeres
Förderung
Förderung von 2018 bis 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 404421353
Das Südpolarmeer hat einen starken Einfluss auf den globalen Kohlenstoffkreislauf und spielt daher eine zentrale Rolle im globalen Klimasystem. Antarktische Phytoplankter sind wichtige Motoren des globalen Kohlenstoffkreislaufs, da sie zu 20% zur globalen jährlichen Primärproduktion beitragen. Im Südpolarmeer wird die biologische Aufnahme von Kohlendioxid hauptsächlich über die Verfügbarkeit des Spurenmetalls Eisen (Fe) und Licht gesteuert, die essentiell für die Photosynthese sind. Während sich die meisten Studien zur Zeit damit beschäftigen, wie die Verfügbarkeit von Fe und Licht das Wachstum und die Produktivität von Phytoplankton beeinflusst, weiß man sehr viel weniger darüber, inwiefern andere Spurenmetalle potenziell limitierend oder co-limitierend mit Fe im Südpolarmeer sind. Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass Mangan, welches für diverse zelluläre Prozesse in Phytoplanktonzellen benötigt wird, potenziell (ko-)limitierend mit Fe in bestimmten Regionen des Südpolarmeeres sein könnte. Zur Zeit ist nichts über den Einfluss einer Fe-Mn-Ko-Limitierung auf Wachstum, Photosynthese, oxidativen Stress und zellulären Bedarf von Fe und Mn in antarktischen Phytoplanktern bekannt. Dieses Forschungsprojekt hat zum Ziel, den Einfluss von unterschiedlichen Fe- und Mn-Konzentrationen zusammen mit verschiedenen Lichtbedingungen, welche unterschiedliche Klimaszenarien simulieren, auf die Phytoplanktonphysiologie und deren Implikationen auf die Ökologie und Biogeochemie im jetzigen und zukünftigen Südpolarmeer zu untersuchen. Hierzu wird ein interdisziplinärer Ansatz gewählt, der sowohl Biologie als auch marine Chemie durch Labor- und Feldarbeit miteinander kombiniert, und somit signifikant zu dieser Fragestellung beiträgt. Durch Laborexperimente mit ökologisch und biogeochemisch relevanten Phytoplanktonarten des Südpolarmeeres wird ein mechanistisches Verständnis über physiologische Prozesse wie Photosynthese und der zelluläre Bedarf von Fe und Mn gewonnen. Schiffsmanipulationsexperimente mit natürlichen Phytoplanktongemeinschaften von unterschiedlichen Regionen des Südpolarmeeres werden zudem das Vorkommen von einer Fe-Mn-Ko-Limitierung aufzeigen und Phytoplanktonarten identifizieren, die besonders sensitiv, aber auch tolerant gegenüber veränderten Spurenmetall- und Lichtbedingungen sind. Somit wird das vorgeschlagene Forschungsprojekt helfen, ökophysiologische Erklärungen zu liefern, um das räumliche Vorkommen von Phytoplanktonarten im jetzigen und zukünftigen Südpolarmeer zu verstehen. Ein besseres Verständnis über die Arbeitsweise und die Sensitivität des antarktischen Ökosystems ist fundamental, um unsere bestehenden Vorhersagewerkzeuge wie die Modellierung zu verbessern und unser Verständnis über die Mechanismen, wie das Südpolarmeer wiederum klimatische Prozesse auf globaler Ebene beeinflusst, zu erfassen. Aus diesem Grunde trägt das vorgeschlagene Projekt zum Schlüsselthema Response to Environmental Change innerhalb des Schwerpunktprogramms bei
DFG-Verfahren
Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
