Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zuckmücken und Blätter transportieren Kohlenstoff zwischen Wasser und Land

23.06.2014

Noch stehen Bäume und Sträucher in voller Blüte. Doch wenn sie im Herbst ihre Blätter verlieren, gelangen auf diesem Weg organische Kohlenstoff-Verbindungen aus dem Umland in unsere Gewässer.

Forscher des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) konnten nun erstmals den Weg des Kohlenstoffs ins aquatische Nahrungsnetz und wieder zurück an Land verfolgen. Dem IGB-Team ist es damit gelungen, ein bislang fehlendes Puzzleteil im Kohlenstoffkreislauf zu schließen. Ihre Ergebnisse wurden kürzlich in den Fachjournalen „Ecology“ und „Oikos“ veröffentlicht.


Zum Einfangen der schlüpfenden Zuckmücken nutzen die Wissenschaftler sogenannte Emergenz-Fallen. Die Fänge wurden dann im Labor bestimmt und ausgewertet.

Foto: IGB

In Form von CO2 macht Kohlenstoff als Klimagas viel von sich reden. Zugleich ist er aber ein für uns ganz essentielles Element: Alles lebende Gewebe ist aus sogenannten organischen Kohlenstoffverbindungen aufgebaut. Das Element kann nicht nur gasförmig in der Luft oder gelöst im Wasser vorkommen, sondern auch als partikulärer organischer Kohlenstoff (POC) in festen Verbindungen auftreten.

Die einzelnen Bausteine dieser Verbindungen werden im Nahrungsnetz von Stufe zu Stufe weitergegeben. Lange Zeit galten Gewässer als in sich geschlossene Systeme. Nun gelang es Wissenschaftlern am Berliner Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei, den genauen Weg des POC vom Umland ins Gewässer und wieder zurück zu verfolgen und damit nachzuweisen, dass die Nahrungsnetze im Wasser und an Land miteinander verbunden sind.

Falllaub bringt terrestrischen Kohlenstoff in Gewässer

Bäume am Ufer eines Sees bringen über fallendes Laub Kohlenstoffverbindungen vom Land ins Gewässer. Um die Auswirkungen dieses terrestrischen Kohlenstoffs auf das Leben im Wasser zu untersuchen, führten die Wissenschaftler ein Großexperiment durch. Dafür wurden zwei kleine Seen im Norden Brandenburgs mit Planen geteilt. In jeweils einer Hälfte der Seen erhöhten die Wissenschaftler künstlich den Eintrag an partikulärem organischem Kohlenstoff mit Hilfe von Maisblättern. Diese können von Kleinstlebewesen zwar genauso verwertet werden wie Wasserpflanzen, jedoch lässt sich der POC durch Analysen der Kohlenstoffisotope von anderen Nahrungsquellen unterscheiden. Insgesamt nahmen die Wissenschaftler während drei Jahreszeiten etwa 800 Proben verschiedener Wasserlebewesen aus den Seehälften.

Bei den Untersuchungen zeigte sich, dass terrestrischer POC zunächst direkt von wirbellosen Tieren am Gewässerboden und anschließend über die Nahrungskette auch von Fischen aufgenommen wird. „Dies geschieht vornehmlich an den pflanzenreichen Gewässerrändern klarer Seen“, erklärt Dr. Thomas Mehner vom IGB. „Im uferfernen Freiwasser – wo die Blätter schnell ins tiefe Wasser herabsinken und folglich als Nahrung nicht mehr zur Verfügung stehen, wird der Kohlenstoff nicht verwertet.“ Aus diesem Grund haben viele Gewässer eine Speicherfunktion für Kohlenstoff.

Zuckmücken transportieren Kohlenstoff zurück ins Umland

Bei ihren Experimenten fanden die Forscher auch heraus, dass ein Teil des künstlich zugefügten Kohlenstoffs die Seen über schlüpfende Zuckmücken wieder verlässt. Sie verbringen ihr Larvenstadium im Wasser, kommen im Sommer zum Hochzeitstanz an Land und werden dort Beute von Spinnen. So schließen sie den Kreis zurück ins terrestrische Nahrungsnetz. Damit konnte das IGB-Team nicht nur nachweisen, dass organischer Kohlenstoff terrestrischen Ursprungs bis in die höchste aquatische Nahrungsnetzebene gelangt, sondern über Wasser-Land-Lebewesen wie die Zuckmücke teilweise ins Umland zurückkehrt.

Die Untersuchungen wurden im Rahmen des über den Leibniz-Wettbewerb finanzierten Projekts TERRALAC durchgeführt, an dem auch die TU Berlin und die Universität Potsdam beteiligt sind. Koordiniert wird das Projekt vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB).

Kontakt:
PD Dr. Sabine Hilt
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
Müggelseedamm 301
12587 Berlin
E-Mail: hilt@igb-berlin.de

PD Dr. Thomas Mehner
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
Müggelseedamm 301
12587 Berlin
E-Mail: mehner@igb-berlin.de

Weitere Informationen:

http://www.esajournals.org/doi/pdf/10.1890/13-0390.1
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/oik.01524/abstract

Gesine Wiemer | Forschungsverbund Berlin e.V.

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Akute Myeloische Leukämie: Ulmer erforschen bisher unbekannten Mechanismus der Blutkrebsentstehung
26.04.2017 | Universität Ulm

nachricht Zusammenhang zwischen Immunsystem, Hirnstruktur und Gedächtnis entdeckt
26.04.2017 | Universität Basel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungen

200 Weltneuheiten beim Innovationstag Mittelstand in Berlin

26.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Wie digitale Technik die Patientenversorgung verändert

26.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Akute Myeloische Leukämie: Ulmer erforschen bisher unbekannten Mechanismus der Blutkrebsentstehung

26.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Naturkatastrophen kosten Winzer jährlich Milliarden

26.04.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Zusammenhang zwischen Immunsystem, Hirnstruktur und Gedächtnis entdeckt

26.04.2017 | Biowissenschaften Chemie