Funktionelle Rolle zweier bestandsbildender Bakteriengruppen in einem dystrophen Experimentalgewässer
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Mikrobielle Lebensgemeinschaften in Gewässern unterliegen verschiedenen Kontrollmechanismen, die Änderungen der Größenstruktur, Aktivitätsmuster und die taxonomische Zusammensetzung des Bakterioplanktons bewirken. Als wesentliche Faktoren, die die mikrobielle Lebensgemeinschaft beeinflussen, gelten der Räuberdruck (top down control) und die Substratverfügbarkeit (bottom up control). Im geteilten Experimentalgewässer Grosse Fuchskuhle wurde der Einfluss von Fraßdruck (durch Dialyse-Experimente) und von Substratverfügbarkeiten unter veränderten Umweltbedingungen (in Inkubationsexperimenten im Labor) auf bestandsbildende Bakteriengruppen untersucht. Die Untersuchungen erfolgten in dem dystrophen SW und dem mesotrophen NO Kompartiment. Von vier untersuchten Bakteriengruppen wurden zwei Gruppen {Bacteroidetes und Alphaproteobakterien) durch Protozoa in ihrem Wachstum kontrolliert. Dies deutet auf eine taxonspezifische Selektion seitens der Räuber hin. Betaproteobakterien des Polynucleobacter necessarius Cluster wurden nur im geringen Maße durch Räuber kontrolliert. Sie erreichten besonders hohe Wachstumsraten im NO-Ansatz, der in das dystrophe SW Kompartiment transplantiert wurde. Dies demonstriert den positiven Effekt von niedrigem pH Wert bzw. von einem qualitativ besseren Substratangebot für diese Bakteriengruppe im dystrophen Teil des Gewässers. Hinsichtlich ihrer physiologischen Eigenschaften zeigten sich bei den Betaproteobakterien des Polynucleobacter nece.ssarius Cluster deutliche Substratpräferenzen. Glukose wurde nur von wenigen Zellen inkorporiert, Azetat jedoch durch deutlich mehr Bakterienzellen. Bei R-BT065 Betaproteobakterien wurden gegensätzliche Substratpräferenzen festgestellt, diese Zellen bevorzugten Glukose, konnten jedoch Azetat nicht assimilieren. Actinobakterien wurden ebenfalls nur im geringen Maße durch Räuber in ihrem Wachstum beeinflusst. Innerhalb dieser Gruppe dominierten Vertreter des acI-A Population in der oxischen Zone während der Schichtung und auch nach der Du rch mis chung, waren aber im anoxischen Hypolimnion nicht vertreten. Das Substrat Azetat wurde von Bakterien dieser Population nicht aufgenommen. Vertreter der acI-B Populafion hingegen kamen sowohl in der oxischen und der anoxischen Zone vor und nahmen Azetat auf Dabei konnten Vertreter der acI-B Population in der oxischen Zone hinsichtlich ihrer phylogenetischen Verwandtschaft deutlich von acI-B Bakterien in der anoxischen Zone abgegrenzt werden. Ökophysiologische Unterschiede zwischen beiden Subpopulationen werden vermutet. Abschließend ist festzustellen, bestandsbildende Populationen der Betaproteobakterien und Actinobakterien unterscheiden sich deutlich in der Substratpräferenz. Diese Präferenz steht im Zusammenhang mit sich ändernden Umweltbedingungen. Hinsichtlich des Fraßdrucks können zwischen den Betaproteobakterien und Actinobakterien keine unterschiedlichen Tendenzen festgestellt werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Grossart, H., Jezbera, J., Homak, K., Hutalle, K., Buck, U., Simek, K. (2008) Top-down and bottom-up induced shifts in bacterial abundance, production and community composition in an experimentally divided humic lake. Environmental Microbiology 10 (3): 635-652
