Reaktionen mikrobieller Gemeinschaften auf hohe organische Belastungen in durch Lachs-Aquakultur beeinträchtigten marinen Sedimenten

• Antragsteller: Professor Dr. Thorsten Stoeck
• Fachliche Zuordnung: Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie ; Bioinformatik und Theoretische Biologie ; Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 432977076

Marine Aquakultur, insbesondere die Zucht von Speisefischen wie Lachs, ist ein schnell wachsender Sektor in der Lebensmittelindustrie, mit erheblichen Auswirkungen auf die Ökosysteme von Küstengewässern hat. Die Anreicherung von organischem Material aus Futterresten und Fischausscheidungen in Sedimenten von Aquakulturanlagen führt zu massiven Umweltproblemen wie Sauerstoffmangel (Anoxie) und der bakteriellen Produktion toxischer Substanzen. Diese können aus den Sedimenten in das Bodenwasser abgegeben werden und der Meeresboden wird für die meisten mehrzelligen Organismen unbewohnbar. Um das Monitoring und das Management von Aquakulturanlagen zu verbessern, ist es entscheidend zu verstehen, wie mikrobielle Gemeinschaften in diesen Sedimenten auf die Anreicherung von organischem Material reagieren. Dieses Projekt zielt darauf ab, unser Grundlagenwissen über die mikrobielle Ökologie in Sedimenten, die von der Lachszucht beeinflusst werden, zu erweitern. Durch die Untersuchung benthischer Bakterien- und Viren (Bakteriophagen)-Gemeinschaften soll grundlegendes wissenschaftliches Wissen erzeugt werden, das Methoden verbessert und Modelle verfeinert, um die Umweltauswirkungen sowie Regenerationsprozesse des Meeresbodens vorhersagen. Die drei Hauptziele des Projekts sind: (i) Die Untersuchung des bakteriellen Schwefelmetabolismus in organisch angereicherten Sedimenten von Lachszuchtanlagen und dessen Verbindungen zu anderen Stoffwechselprozessen, die am Abbau organischen Materials beteiligt sind. (ii) Die Untersuchung von Anpassungen mikrobieller Gemeinschaften und ihrer Stoffwechselwege in Sedimenten von Lachsfarmen auf verschiedene Störungen, die den Abbau von organischem Material und die Erholung des Ökosystems beeinträchtigen könnten. Und (iii) soll erforscht werden, wie Bakteriophagen mikrobielle Gemeinschaften in Sedimenten von Lachsfarmen beeinflussen und bakterielle Stoffwechselprozesse modulieren. Diese Ziele werden durch die Analyse von Daten (Metagenome und Metatranskriptome aus Sedimenten von Lachsfarmen) erreicht, die in einem vorherigen DFG-geförderten Projekt erhoben wurden. Das vorgeschlagene Projekt ist rein analytisch und greift auf bestehende Daten zurück, um unser Verständnis der mikrobiellen Ökologie in von Aquakultur beeinflussten Sedimenten zu vertiefen. Letztendlich soll dies zu einem verbesserten Umweltmanagement von Küstengewässern führen. Insbesondere stehen dabei präzisere Vorhersagemodelle zu möglichen Auswirkungen von Lachsfarmen auf Küstengewässer sowie zu regenerativen Prozessen der betroffenen Ökosysteme im Vordergrund.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen