Muschelschalen-basierte, hochaufgelöste Multi-proxy-Rekonstruktion mariner Primärproduktion – Pecten maximus, Bucht von Brest

• Antragsteller: Professor Dr. Bernd R. Schöne
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie ; Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen ; Physik, Chemie und Biologie des Meeres
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 406350147

Primärproduzenten bilden die Basis mariner Nahrungsketten, kontrollieren Populationsgrößen auf höheren trophischen Ebenen und Fischbestände. Marine photoautotrophe Organismen sind auch für knapp 50% der globalen Netto-Primarproduktion verantwortlich. Sie versorgen Ozean und Atmosphäre mit Sauerstoff und binden erhebliche Mengen Kohlenstoff. Trotz der außerordentlichen Bedeutung für das Funktionieren mariner Ökosysteme und des globalen Klimas sind vergangene Primärproduktions-Dynamiken und die sie steuernden Mechanismen kaum charakterisiert. Das trifft insbesondere für küstennahe Lebensräume zu und für Zeiten vor signifikanter Änderung biogeochemischer Zyklen durch den Menschen. Verfügbare Datenquellen, aus denen sich Änderungen der marinen Primärproduktion erschließen (i) sind nicht ausreichend hoch aufgelöst, als daß sich kurzlebige und räumlich begrenzte Phytoplanktonblüten darin erkennen ließen, insbesondere in Flachwasserregionen, (ii) sind zu kurz, um Trends von langwelligen Zyklen der Primärproduktion zu unterscheiden und (iii) umfassen nicht die Gesamtheit photoautotropher Taxa, d.s. neben Phytoplankton und Cyanobakterien auch Mikrophytobenthos und Makroalgen.Mit dem geplanten Projekt wollen wir eine innovative Methode entwickeln, mit der sich Primärproduktions-Dynamiken in küstennahen Environments auf Basis von Muschelschalen verläßlich, zeitlich exakt eingeordnet, und saisonal bis inter-annuell aufgelöst rekonstruieren lassen. Für diesen Zweck werden wir publizierte Primärproduktionsproxies testen und optimieren, neue Proxies entwickeln und sie in einem Multiproxy-Ansatz vereinen. Um ein mechanistisches Verständnis darüber zu erlangen wie die artliche Zusammensetzung und die Zahl mariner photoautotropher Organismen in chemischen Daten (Ba/Ca, Mo/Ca, Li/Ca, stabile Isotopen von Kohlenstoff und Stickstoff, ‚Triple oxygen composition‘, Pigmente) und Farbe (Farbton und -sättigung) der Schalen gespeichert werden, sollen Experimente im Gelände und Labor durchgeführt werden, bei denen sich verschiedene Umweltparameter genauestens kontrollieren und manipulieren lassen. Da die Studie Untersuchungen an lebenden Muscheln beinhaltet, werden wir eine äußert rasch wachsende Muschelart verwenden, Pecten maximus, und ein detailliert untersuchtes Ökosystem wählen, die Bucht von Brest, Frankreich.Der Multiproxy-Ansatz wird anschließend auf subfossile Schalen aus einem archäologischen Küchenabfallhaufen angewendet, um den Einfluß des Menschen auf Primärproduktions-Dynamiken in der Bucht von Brest zu erfassen, incl. (i) des saisonalen Auftretens verschiedener photoautotropher Taxa sowie die Individuenzahl, Frequenz und die Jahreszeit von Phytoplanktonblüten, (ii) zeitliche Änderungen der artlichen Zusammensetzung und Biomasse und (iii) Änderungen der benthisch-pelagischen Wechselwirkung. Ergebnisse dieser Studie werden die marinen Wissenschaften signifikant bereichern, insbesondere die Paläoökologie, Paläoklimatologie und Fischereiwissenschaften.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Partnerorganisation: Agence Nationale de la Recherche / The French National Research Agency
• Kooperationspartner: Professor Julien Thébault, Ph.D.