EcoTrace, Alfred Wegener Institut, Helmholtz Zentrum für Polar- und Meeresforschung, Bremerhaven
Phytoplankton bildet die Grundlage der Nahrungsnetze im Ozean und trägt zur Speicherung von Kohlenstoffdioxid im Ozean bei. Deshalb ist es wichtig zu untersuchen, wie sich Umweltveränderungen durch den Klimawandel auf das Phytoplankton auswirken. Die EcoTrace Gruppe untersucht, wie biologische, chemische und physikalische Prozesse die Primärproduktion und die Artenzusammensetzung von Phytoplankton im heutigen und zukünftigen Südpolarmeer beeinflussen. Besonders interessiert uns, wie externe Umweltfaktoren wie Spurenmetallverfügbarkeit (Eisen, Mangan, Zink und Kobalt), Ozeanversauerung, Erwärmung und vertikale Durchmischung die Phytoplankton Ökologie und Biogeochemie des Südpolarmeeres beeinflussen. Die biologische Aufnahme von Kohlenstoffdioxid im Südpolarmeer wird hauptsächlich durch den begrenzten Eintrag von Spurenmetallen, insbesondere Eisen, kontrolliert. Die Aufnahme von Spurenmetallen vom Phytoplankton hängt sowohl von der chemischen Form der Spurenmetalle als auch von den biologischen Aufnahmestrategien der Phytoplankter ab. Biologische Prozesse können also die Spurenmetallchemie im Meerwasser verändern. Um sowohl biologische als auch chemische Prozesse zu untersuchen, wenden wir einen multidisziplinären Ansatz an, der marine Biologie und Chemie kombiniert sowie Labor- und Feldarbeit involviert. Wir simulieren zukünftige Klimaszenarien durch Konkurrenzexperimente mit natürlichen antarktischen Phytoplanktongemeinschaften. Dadurch können Phytoplanktonarten identifiziert werden, die besonders sensitiv, aber auch tolerant gegenüber dem Klimawandel sind. Die Experimente ermöglichen auch herauszufinden, wie Umweltänderungen, aber auch Arteninteraktionen die Produktivität und die Artenzusammensetzung von Phytoplankton-gemeinschaften beeinflussen. Durch unsere Laboruntersuchungen von Phytoplanktonschlüsselarten können wir außerdem Anpassungsstrategien charakterisieren, die es den Arten ermöglichen, im heutigen und zukünftigen Südpolarmeer vorzukommen.
Forschungsthemen
- Eisenlimitation und -cycling im Südpolarmeer unter heutigen und zukünftigen Klimabedingungen
- Mangan, Zink und Kobalt als Treiber antarktischer Phytoplanktonökologie
- Einfluss von Grazern auf die Eisenbiogeochemie in
- Sensitivität von antarktischem Phytoplankton gegenüber Klimawandel
Methoden
- Labor- und Feldexperimente mit einzelnen Arten und Feldgemeinschaften
- Ultra Clean CTD mit Winde und Reinraumcontainer zum spurenmetallarmen Beproben von Meerwasser
- Spurenmetallanalytik von Fe, Mn, Zn, Co, und Cu im Meerwasser und Phytoplanktonzellen
- Bestimmung vom zellulären Chlorophyll- und partikulär organischen Kohlenstoffgehalt
- Aufnahmeraten mittels der Radioisotope 55Fe, 14C, 3H-Leucine
- Photophysiologie via Fast Repetition Rate Fluorometrie
- Artenzusammensetzung (Mikroskopie, Flow Cytometrie)
Verantwortliche
Dr. Scarlett Trimborn, Alfred Wegener Institut, Helmholtz Zentrum für Polar- und Meeresforschung, Bremerhaven
Projekte mit unserer Beteiligung
SPP DFG Projekt TR 899/4-1 “Iron manganese co-limitation – a potential driver of Southern Ocean phytoplankton ecology”