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Projekt
Mikrobielle Gemeinschaften: Diversität und metabolische Funktion
Antragsteller
Dr. Julius Degenhardt; Privatdozent Dr. Bert Engelen
Fachliche Zuordnung
Physik, Chemie und Biologie des Meeres
Förderung
Förderung seit 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 431491505
Ziel von DynaDeep ist ein Verständnis der Funktionsweise und Relevanz des Land-Meer Übergangs im Untergrund von Hochenergiestränden zu gewinnen. Wir nehmen an, dass dieser einen hoch dynamischen Bioreaktor und einzigartiges mikrobiologisches Habitat darstellt und Netto-Stoffflüsse in Richtung Meer stark beeinflusst. Um dieses Ziel zu erreichen werden sieben Teilprojekte gemeinsam Felduntersuchungen und experimentelle Arbeiten durchführen und diese mit mathematischen Modellen integrativ kombinieren. Teilprojekt P5 baut auf den Ergebnissen der Phase 1 auf und wird mikrobielle Anpassungen an häufig wechselnde Redoxbedingungen („Hot Spots“) in Verbindung mit einer offensichtlichen Kohlenstoff Limitierung in den tieferen Lagen des STE untersuchen. Wir werden unsere Untersuchungen an unserem Kernstandort Spiekeroog ausweiten, um langfristige Effekte und spezifische Aspekte wie die Rolle von Sturmfluten („Hot Moments“) einzubeziehen. Zur Validierung der Ergebnisse werden unsere Untersuchung auf zwei Vergleichsstandorte ausgedehnt (Truc Vert, De Panne), um zu prüfen, inwieweit die Ergebnisse von Spiekeroog auch auf andere Hochenergiestrände zutreffen. In Phase 2 werden die folgenden Hypothesen getestet: i) Die Nischentrennung zwischen sedimentgebundenen und interstitiellen mikrobiellen Gemeinschaften ein gemeinsames Merkmal von STEs, ii) Rekalzitrantes DOM im tiefen STE wird unter stabilen Bedingungen durch mikrobielle Aktivität verändert, während DOM, das durch Redox-Verschiebungen unter transienten Bedingungen freigesetzt wird, mikrobielle Gemeinschaften aufrechterhält und damit deren Aktivität auf kurzen Zeitskalen stimmuliert. iii) Der hohe Prozentsatz von ultrakleinen Nanoarchaeota und Mitgliedern der CPR im Amplikon-Datensatz weist auf eine natürliche Anreicherung in den Porenwässern hin und führt zu einer eingehenden Analyse ihrer spezifischen Lebensweise im Aquifer. Während gemeinsamer Feldkampagnen wird P5 Zellzahlen und Muster mikrobieller Gemeinschaften anhand von 16S rRNA-Genen und Gentranskripten in Sedimenten und entsprechenden Porenwässern bestimmen. Ausgewählte Sedimenthorizonte werden für Metagenomanalysen genutzt. Die metabolische Reaktion auf veränderte Redoxbedingungen und die daraus resultierenden biogeochemischen Umwandlungen von DOM werden in kontrollierten Laborexperimenten verfolgt. Alle mikrobiologischen Ergebnisse von P5 werden mit den entsprechenden geochemischen Parametern in Beziehung gesetzt, um die Kopplung der mikrobiellen Transformationen an die DOM-Zusammensetzung (Teilprojekt P3) sowie die Umwandlung redoxsensibler Elemente (Teilprojekt P4) zu entschlüsseln. Informationen über mikrobielle Verteilungsmuster und ihr Stoffwechselnetzwerk werden Teilprojekt P2 zur Verfügung gestellt, um speziell heterotrophe (P5) und autotrophe Prozesse (P2) zu untersuchen.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
