Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Was die Größenverteilung der Organismen über die energetische Effizienz eines Sees verrät

05.06.2018

Die Größenverteilung der Organismen in einem See lässt zuverlässige Rückschlüsse auf die energetische Effizienz im Nahrungsnetz zu, wie Forschende des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) und internationale KollegInnen empirisch zeigen konnten. Dieser Zusammenhang erlaubt ein besseres und schnelleres Verständnis von biologischen Vorgängen und Störungen, die auf aquatische Ökosysteme einwirken.

In jedem Lebensraum kann nur eine bestimmte Anzahl großer Organismen existieren, weil sich diese von kleineren Organismen ernähren. In der Ökologie wird dieser Zusammenhang mit der Trophischen Transfereffizienz (TTE) beschrieben:


Geteilter Experimentalsee in Brandenburg.

Foto: TERRALAC

Von Nahrungsebene zu Nahrungsebene gehen etwa 90 Prozent der Energie verloren bzw. nur 10 Prozent bleiben erhalten. Frisst beispielsweise ein Raubvogel ein Kaninchen, kann er nur 10 Prozent der Energie, die das Kaninchen zum Wachsen und Leben benötigte, in eigenes Wachstum umsetzen – die allermeiste Energie geht also verloren.

Forschende des IGB haben nun untersucht, wie groß diese wichtige Modellgröße in natürlichen Seeökosystemen tatsächlich ist und wie sie mit der Populationsdichte von Organismen verschiedener Größengruppen zusammenhängt. „Natürlich gibt es schon Untersuchungen zur Trophischen Transfereffizienz und Größenverteilung, aber bislang nicht in dem Umfang, den unsere Studie hatte: Wir haben alle trophischen Ebenen analysiert, vom Bakterium bis zum großen Fisch“, erklärt Dr. Thomas Mehner, Hauptautor der Studie und Leiter der Arbeitsgruppe Nahrungsnetze und Fischgemeinschaften am IGB.

Vorhandene Nahrung wird schlechter verwertet als erwartet

Für ihre Untersuchung nahmen die Forschenden die Nahrungsnetze in zwei kleinen, flachen und nährstoffreichen Seen in Norddeutschland unter die Lupe, die sie für einen Zeitraum von einem Jahr mithilfe einer Folie in zwei abgeschlossene Systeme teilten. Durch die lange Phase der Teilung entwickelten sich in beiden Hälften die wichtigsten Organismengruppen jeweils unterschiedlich, sodass Daten für insgesamt vier verschiedene Seeökosysteme erhoben werden konnten.

Die Forschenden ermittelten die Biomasse und Größe aller in den Seen lebenden Organismen. Außerdem berechnete das Team die Trophische Transfereffizienz für alle Nahrungsebenen im See. Dafür verglichen sie die Primär- und bakterielle Produktion mit der Sekundärproduktion bzw. dem Gewinn an Biomasse auf der Stufe der Konsumenten.

„Wir konnten feststellen, dass die Energieeffizienz geringer ist als allgemein angenommen: Sie liegt deutlich unter zehn Prozent. Die vorhandene Nahrung wird also schlechter verwertet als erwartet“, berichtet Thomas Mehner. Die ermittelten TTEs waren in allen vier Seen etwa gleich niedrig. Eine Bestätigung für die Voraussagen der ökologischen Theorien gab es allerdings beim Zusammenhang von TTE und Größenverteilung:

Wenn die Trophische Transfereffizienz unter zehn Prozent sinkt, entspricht dies im Modell einer immer steiler abfallenden Kurve. In den vier Seehälften sank damit auch die Biomasse der größeren Organismen stärker ab als erwartet. So zählten die Forschenden deutlich weniger Konsumenten im Wasser, als bei einer höheren TTE zu erwarten wären.

Die Größenverteilung in Seen als „Werkzeug“ nutzen

Dass der Zusammenhang zwischen Trophischer Transfereffizienz und Größenverteilung stabil ist, eröffnet der Untersuchung aquatischer Ökosysteme neue Möglichkeiten. Anstatt die TTE aufwändig zu ermitteln, reicht es vermutlich aus, Populationsdichten und Größenverteilungen zu messen.

„Die Trophische Transfereffizienz ist eine wichtige Größe, wir wissen aber oft nicht, wie hoch sie ist. Wir konnten zeigen, dass die leichter bestimmbare und häufiger anwendbare Größenverteilung ausreicht, um etwas über den energetischen Zustand und die Effizienz eines Ökosystems zu erfahren“, fasst Mehner die Bedeutung der Ergebnisse zusammen. Damit lässt sich die Größenverteilung als „Werkzeug“ nutzen, um zum Beispiel Informationen über die Auswirkungen globaler Erwärmung, die Invasion fremder Arten, Veränderungen der Lebensräume oder menschliche Ausbeutung von Ökosystemfunktionen zu erhalten.

Lesen Sie die Studie in der Fachzeitschrift Ecology > https://esajournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ecy.2347

Mehner, T. , Lischke, B. , Scharnweber, K. , Attermeyer, K. , Brothers, S. , Gaedke, U. , Hilt, S. and Brucet, S. (2018) Empirical correspondence between trophic transfer efficiency in freshwater food webs and the slope of their size spectra. Ecology, 99: 1463-1472. doi:10.1002/ecy.2347

Ansprechpartner:

PD Dr. Thomas Mehner, Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB), Abteilung 4 Biologie und Ökologie der Fische, +49 (0)30 64181 613, mehner@igb-berlin.de

Katharina Bunk, Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB), Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, +49 (0)30 641 81 631, +49 (0)170 45 49 034, bunk@igb-berlin.de

Über das Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB):

Das IGB ist das bundesweit größte Forschungszentrum für Binnengewässer. Es verbindet Grundlagen- und Vorsorgeforschung, bildet den wissenschaftlichen Nachwuchs aus und berät Politik und Gesellschaft in Fragen des nachhaltigen Gewässermanagements. Forschungsschwerpunkte sind u.a. die Langzeitentwicklung von Seen, Flüssen und Feuchtgebieten angesichts sich rasch ändernder Umweltbedingungen, die Renaturierung von Ökosystemen, die Biodiversität aquatischer Lebensräume sowie Technologien für eine ressourcenschonende Aquakultur. Die Arbeiten erfolgen in enger Kooperation mit den Universitäten und Forschungsinstitutionen der Region Berlin-Brandenburg und weltweit. Das IGB gehört zum Forschungsverbund Berlin e. V., einem Zusammenschluss von acht natur-, lebens- und umweltwissenschaftlichen Instituten in Berlin. Die vielfach ausgezeichneten Einrichtungen sind Mitglieder der Leibniz-Gemeinschaft. http://www.igb-berlin.de/

Weitere Informationen:

http://www.igb-berlin.de/news/was-die-groessenverteilung-der-organismen-ueber-di...

Katharina Bunk | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht SOLUTIONS – für eine bessere Wasserqualität europäischer Flüsse
12.06.2018 | Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ

nachricht Schützen Biberdämme vor Hochwassern? HSWT erforscht Grundlagen zum Wasserrückhalt durch Biberdämme
07.06.2018 | Hochschule Weihenstephan-Triesdorf

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Li-Fi erstmals für das industrielle Internet der Dinge getestet

Mit einer Abschlusspräsentation im BMW Werk München wurde das BMBF-geförderte Projekt OWICELLS erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde eine Li-Fi Kommunikation zu einem mobilen Roboter in einer 5x5m² Fertigungszelle demonstriert, der produktionsübliche Vorgänge durchführt (Teile schweißen, umlegen und prüfen). Die robuste, optische Drahtlosübertragung beruht auf räumlicher Diversität, d.h. Daten werden von mehreren LEDs und mehreren Photodioden gleichzeitig gesendet und empfangen. Das System kann Daten mit mehr als 100 Mbit/s und fünf Millisekunden Latenz übertragen.

Moderne Produktionstechniken in der Automobilindustrie müssen flexibler werden, um sich an individuelle Kundenwünsche anpassen zu können. Forscher untersuchen...

Im Focus: First real-time test of Li-Fi utilization for the industrial Internet of Things

The BMBF-funded OWICELLS project was successfully completed with a final presentation at the BMW plant in Munich. The presentation demonstrated a Li-Fi communication with a mobile robot, while the robot carried out usual production processes (welding, moving and testing parts) in a 5x5m² production cell. The robust, optical wireless transmission is based on spatial diversity; in other words, data is sent and received simultaneously by several LEDs and several photodiodes. The system can transmit data at more than 100 Mbit/s and five milliseconds latency.

Modern production technologies in the automobile industry must become more flexible in order to fulfil individual customer requirements.

Im Focus: ALMA entdeckt Trio von Baby-Planeten rund um neugeborenen Stern

Neuartige Technik, um die jüngsten Planeten in unserer Galaxis zu finden

Zwei unabhängige Astronomenteams haben mit ALMA überzeugende Belege dafür gefunden, dass sich drei junge Planeten im Orbit um den Säuglingsstern HD 163296...

Im Focus: Robotik live auf der automatica – Fraunhofer IPK führt Automatisierungslösungen vor

Auf der diesjährigen automatica in München präsentiert das Fraunhofer IPK zwei Technologie-Innovationen aus dem Bereich Robotik „in Aktion“: Ein Agrar-Roboter für die Ernte von Einlegegurken sowie eine Oberkörper-Softorthese zur Unterstützung von Industrie-Arbeitskräften werden erstmals live auf einer Messe vorgeführt.

Roboter für die Gurkenernte

Im Focus: Neutrinos auf der genauesten Waage der Welt

Wie schwer sind Neutrinos? Diese unscheinbare Frage gehört zu den wichtigsten Fragestellungen in der modernen Teilchenphysik und Kosmologie. Der Antwort einen großen Schritt näher bringt uns das Karlsruher Tritium Neutrino Experiment KATRIN. Es wurde am Karlsruher Institut für Technologie von einer internationalen Kollaboration in 15-jähriger Bauzeit aufgebaut und beginnt am 11. Juni 2018 mit einer feierlichen Eröffnung seine mehrjährige Messphase.

Die Neutrinowaage KATRIN nimmt den Messbetrieb auf. Nach Hauptspektrometer und Detektoreinheit ist mit der Tritiumquelle auch die letzte der Großkomponenten...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Asteroidenforschung in Garching

13.06.2018 | Veranstaltungen

Meteoriteneinschläge und Spektralfarben: HITS bei Explore Science 2018

11.06.2018 | Veranstaltungen

Zweite International Baltic Earth Conference in Dänemark: “The Baltic Sea region in Transition”

08.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Fußball durch die Augen des Computers

14.06.2018 | Informationstechnologie

Massenverlust des Antarktischen Eisschilds hat sich beschleunigt

14.06.2018 | Studien Analysen

Quanten-Übertragung auf Knopfdruck

14.06.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics