Planktologie

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Zielsetzung

Seit der Etablierung der AG Planktologie im Jahr 2008 arbeiten wir an der Schnittstelle von Biodiversität und Ökosystemprozessen, wobei wir Ansätze der Gemeinschafts- und der Ökosystemökologie verbinden. Auf der Gemeinschaftsebene verfolgen wir die Dynamik interagiererender Populationen und die daraus resultierenden Muster der Biodiversität. Auf der Ökosystemebene analysieren wir biologische getriebene Materie- und Energieflüsse und wie diese von der Gemeinschaftszusammensetzung und Biodiversität abhängen.

 

 

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Grundlagen

Eine Prämisse unserer Arbeit ist die Tatsache, dass natürliche und anthropogene Variation in (u.a.) Nährstoffverfügbarkeit, Licht, Temperatur, Konnektivität und pH zu zeitlicher und räumlicher Variation in Populationen, Interaktionen, Biodiversität und Ressourcennutzung führt. Daher ist unsere Forschung in generelle ökologische Konzepte eingebettet, die uns Vorhersagen erlauben, wie Arten und Artwechselwirkungen auf diesen Wandel reagieren und welche Konsequenzen für Ökosystemprozesse diese Reaktionen hervorbringen. Konsumenten-Ressourcen Interaktionen analysieren wir im Zusammenhang der Ökologischen Stöchiometrie, die ökologische Phänomene auf verschiedenen Skalen erklärt anhand des organismischen Bedarfes an multiplen Ressourcen und der Verfügbarkeit in der Umwelt oder in der Nahrung. Die ökologische Stöchiometrie macht Vorhersagen von der intrazellulären chemischen Zusammensetzung von Zellen bis zu Eigenschaften und Prozessen von Ökosystemen. Räumliche Dynamiken analysieren wir im Kontext der Metagemeinschaftsökologie, wobei eine Metagemeinschaft aus verschiedenen Habitaten besteht, die durch Dispersion miteinander verbunden sind. Lokale Dynamiken in einem Habitat sind damit abhängig von dem Transport der interagierenden Arten zwischen den Habitaten. Sowohl  Konsumenten-Ressourcen Interaktionen als auch räumliche Prozesse führen zu Biodiversitätsmustern, die wir im Rahmen von Biodiversität und Ökosystemfunktion analysieren. Hierbei hängt die Effizienz der Ressourcenaufnahme und ihrer Verwertung für den Biomasseaufbau ab von der Komplementarität und Plastizität von Arteigenschaften ("traits") in einer Lebensgemeinschaft.

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Herangehensweise

Entlang dieser Forschungsthemen entwickelt die AG Planktologie experimentelle Ansätze, die von Mikrokosmen (Batch- and semikontinuierliche Systeme sowie Chemostaten) bis hin zu in situ Mesokosmen reichen. Eine zentrale experimentelle Einheit sind die Planktotrone, die wir 2014 in betrieb nehmen konnten, bestehend aus 12 Tanks zu je 600L. Diese können wir individuell kontrollieren hinsichtlich Temperatur, Durchmischung, Licht (Intensität & Qualität), Nährstofffe und anderer abiotischer Parametern. Dadurch können wir eine große Bandbreite von Aspekten des globalen Wandels und der Biodiversitätsveränderung abdecken.

Außerdem nutzt die AG statistische Werkzeuge zur skalenübergreifenden Analyse von räumlichen und zeitlichen Dynamiken in Lebensgeminschaften. Der starke Fokus der Gruppe auf Generalität wird gespiegelt in der ausgeprägten Expertise zu quantitiven Meta-Analysen, die wir über verschiedene Systeme, Organismen und Regionen durchführen. 

Empirisch fokussiert die Gruppe auf pelagische Ökosysteme, besonders auf Phytoplankton-Zooplankton Interaktionen, arbeitet jedoch auch an anderen aquatischen Systemen (vor allem benthische Mikroalgen) und in Weidelandschaften, wo wir die gleichen generellen Konzepte an terrestrischen Autotrophen testen. Hierbei bieten ein Langzeitexperiment zur Manipulation der Biodiversität (Jena-Experiment) und ein modularisiertes experimentelles Netzwerk (Nutrient Network) Plattformen für kollaborative Forschung.

 

 

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Aktuelle Projekte

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Verbundprojekte

  • POSER: POpulation Shift and Ecosystem Response – Krill vs. Salps (2016-2020)

  • Coastal ocean darkening: Light availability in the past and future marine environment (2016-2020)

  • BEFmate: Biodiversity - ecosystem functioning: Comparing Marine and terrestrial ecosystems (2014-2017)

  • Jena Experiment: Effects of plant diversity on the ecological stoichiometry of ecosystem functioning (2010-2018)

  • MarBAS: Marine Biodiversity across scaLes (2016-2017)

  • DynaTrait: Flexibility matters: Interplay between trait diversity and ecological dynamics using aquatic communities as model systems (2014-2017)

  • Extreme Events (2012-2018)

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Netzwerke & Synthese

  • AQUANET: an experimental network for the analysis of diversity-stability relationships in aquatic ecosystems

  • NUTRIENT NETWORK: global grassland ecology

  • SYNTHESIS @ sDIV

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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Einzelprojekte

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