MudNut: Watt Foraminiferen als potentielle Nährstofffilter zum Schelf - Eine biogeochemische Perspektive

• Antragsteller: Dr. Nicolaas Glock
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie ; Geologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 572775769

Gezeitenwatten sind hochproduktive Lebensräume und eine wichtige Senke für atmosphärisches CO2. Einige Arten benthischer Foraminiferen - eine Gruppe gehäusetragender Protisten - gedeihen in diesen Umgebungen. Sie verfügen über verschiedene Überlebensstrategien, um mit den starken Umweltgradienten zurechtzukommen, die in Schlammsedimenten auftreten können, wie etwa Schwankungen des Salzgehalts und der Sauerstoffeindringtiefe. Vor kurzem wurde entdeckt, dass benthische Foraminiferen große Mengen an Phosphat speichern. Dieser intrazelluläre Phosphatspeicher ermöglicht es ihnen u.A., bei Sauerstoffmangel mobil zu bleiben und ihre intrazellulären Elektrolytkonzentrationen als Reaktion auf Änderungen im osmotischen Druck anzupassen. Phosphat ist ein wichtiger Makronährstoff, der häufig als Düngemittel verwendet wird und ins Meer gelangen kann. Das Phänomen der Phosphatspeicherung in Foraminiferen ist weit verbreitet, vom Watt bis zur Tiefsee und puffert wahrscheinlich Küsteneutrophierung. Die höchste intrazelluläre Phosphatkonzentration wurde bei der Art Ammonia confertitesta festgestellt. Diese Art ist in den europäischen Wattenmeeren weit verbreitet und invasiv, und es ist wahrscheinlich, dass sie durch ihre Anwesenheit die Nährstoffdynamik in diesen Gebieten beeinflusst. Ziel dieses Projekts ist es, die saisonale Schwankungen in Populationsdynamik und intrazellulären Phosphatkonzentrationen benthischer Foraminiferen im Watt von Friedrichskoog und Meldorf im Wattenmeer zu beobachten. Diese Ergebnisse werden mit Sauerstoff- und Phosphatgradienten im Porenwasser sowie mit der Dynamik verschiedener Phosphorphasen in den Sedimenten (z.B. an Eisenoxyhydroxide gebundener Phosphor, authigener Apatit, usw.) verglichen. Die daraus resultierenden Daten werden einen umfassenden Überblick über die jahreszeitlichen Schwankungen der in Foraminiferen gespeicherten Phosphatmenge im Vergleich zu den gesamten sedimentären Phosphatflüssen liefern und Aufschluss darüber geben, ob Schlickwatte als „Nährstofffilter“ zum Schelf fungieren können. Darüber hinaus beabsichtige ich, die phosphorhaltigen Verbindungen in Foraminiferen weiter zu charakterisieren. Intrazelluläre Phosphorverbindungen werden durch Zelllyse extrahiert und mittels NMR-Spektrometrie und Orbitrap-Massenspektrometrie analysiert. Darüber hinaus wird Kryo-SEM/EDS eingesetzt, um die intrazelluläre Phosphatspeicherung in A. confertitesta zu lokalisieren. Dies wird unser Verständnis der biologischen Funktionen der besonders hohen intrazellulären Phosphatkonzentrationen von A. confertitesta verbessern und zeigen, ob diese Speicherung dieser invasiven Art einen Vorteil gegenüber endemischen Arten in dieser Umgebung verschafft. Schließlich werden leere („tote“) Foraminiferengehäuse mittels SEM/EDX analysiert, um nach potenziellen Apatitphasen oder - in den Gehäusen zu suchen, die möglicherweise post mortem durch die hohe intrazelluläre Phosphatkonzentration der Foraminiferen gebildet wurden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Japan
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Gerhard Schmiedl
• Kooperationspartnerin: Dr. Hidetaka Nomaki