Felsküstenökologie

Die „AG Felsküstenökologie“ versucht, Ursachen für den zu beobachtenden Strukturwandel und die veränderte Funktionalität küstennaher, benthischer Felsküstenökosysteme zu identifizieren. Hierzu untersuchen die Mitarbeiter der AG experimentell und beobachtend die Wirkung von Umweltfaktoren auf unterschiedlichen Ebenen ökologischer Organisation. Die Primärproduzenten dieser Ökosysteme (Makroalgen) und ihre assoziierten Sekundärproduzenten (v.a. Muscheln, Schnecken und Krebse) stehen dabei im Fokus der Untersuchungen.

 

Forschungsziele der Arbeitsgruppe

  • Verständnis der Auswirkungen abiotischer Faktoren (z.B. Temperatur, Strahlung, Sedimentation) auf die Beziehungen zwischen benthischen Primär- und Sekundärproduzenten.
  • Quantifizierung, Erklärung und Vorhersage von ökosystemaren Veränderungen im Zeichen globaler Umweltveränderungen. Hierfür untersuchen wir die trophischen und nicht-trophischen sowie direkten und indirekten Beziehungen zwischen marinen Tieren und Pflanzen; die Regulation von Wachstum, Fortpflanzung, Produktion und Ausbreitung benthischer Großalgen sowie deren Wechselwirkung mit ihren Konsumenten; den Einfluss von Kunststoffabfällen auf marine Lebensräume, Arten und Gemeinschaften.
  • Erfassung des Anpassungspotentiales mariner Pflanzen und Tiere. In Kooperation mit Molekularbiologen werden die phänotypische Plastizität mariner Organismen sowie die zugrundeliegenden Genexpressionsmuster beschrieben.
  • Alle Arbeiten bilden die Basis für die Entwicklung eines ökologischen Interaktionsnetzes für Felsküstensysteme.

Wo arbeiten wir?

Wir forschen in polaren und sub-polaren Küstengewässern (Potter Cove, Antarktis & Kongsfjord, Spitzbergen), da diese vom Klimawandel besonders stark betroffen sind. Ferner führen wir vergleichende Untersuchungen an gemäßigten Küsten (Helgoland, Sylt, Chile und Kanada) durch, um zu erkennen, ob Ökosysteme verschiedener Klimazonen in ihrer Struktur und Funktion durch aktuelle Umweltveränderungen unterschiedlich stark beeinflusst werden

Station Carlini; Dallmann Labor.
Blick auf die argentinische Forschungsstation Carlini, Antarktis (Foto: Omar Aued)
Blick auf den Kongsfjord, Svalbard
Blick auf den Kongsfjord, Svalbard (Foto: Friedrich Buchholz)
Westwatt Helgoland
Westwatt Helgoland (Foto: Inka Bartsch)

Was untersuchen wir?

Populationen

Kelpwald vor Helgoland
Kelpwald vor Helgoland (Foto: Uwe Nettelmann)

Wir untersuchen die Demographie und Populationsstruktur großer mariner Makrophyten (v.a. der Brauntange aus den Ordnungen Fucales und Laminariales), die die Gezeitenzone und das flache lichtdurchflutete Sublitoral strukturieren und Habitat, Kinderstube und Nahrungsquelle für eine Vielzahl assoziierter Tiere und Algen bilden. Dabei interessiert uns vorwiegend inwieweit, und warum sich die Bestandsstruktur über die Zeit als Folge von veränderten Umweltbedingungen anpasst und welche Folgen veränderte Umweltbedingungen für die erfolgreiche Vermehrung der Arten haben.

Gemeinschaften

Artengemeinschaft mit Corallina
Artengemeinschaft mit Corallina (Foto: Inka Bartsch)

Auf Gemeinschaftsebene untersuchen wir, inwieweit die Stabilität von Gemeinschaften von der Artenvielfalt abhängt und wie der Klimawandel die Struktur und Funktionalität von Gemeinschaften beeinflusst. Neben Langzeituntersuchungen werden im Freiland Experimente durchgeführt, in denen gezielt wesentliche Umweltfaktoren manipuliert werden, um so die ursächlichen Zusammenhänge von Klimawandel und Artenvielfalt wie auch deren Folgen in gemäßigten Regionen und den Polargebieten aufzuspüren.

Arten

Alaria esculenta, Kongsfjord, Svalbard
Alaria esculenta, Kongsfjord, Svalbard (Foto: Cornelia Buchholz)

Auf der Ebene der Einzelorganismen untersuchen wir den Einfluss ausgewählter Umweltfaktoren (v.a. Temperatur, Strahlung, biotische Wechselwirkungen) auf die ökologische Toleranzbreite ausgewählter, für die Habitate charakteristischer Arten entlang biogeographischer Gradienten.

Wie machen wir das?

Wir führen unsere Untersuchungen im Labor, in der Gezeitenzone sowie tauchend und teilweise schiffsbasiert im Sublitoral durch. Im Freiland werden Muster in der vertikalen und horizontalen Verteilung von Arten auf verschiedenen zeitlichen und räumlichen Skalen dokumentiert. Darauf aufbauend führen wir im Labor wie auch im Freiland gezielt experimentelle Manipulationen durch, um die Mechanismen zu ergründen, die für die Entstehung der Muster verantwortlich sind.

Kultur von Saccharina latissima
Laborkultur von Makroalgen (Foto: Sandra Heinrich)
Makroalgensammlung bei Ebbe in Ny Alesund, Svalbard
Makroalgensammlung bei Ebbe in Ny Alesund, Svalbard (Foto: Claudia Daniel)
Unterwasserbewuchsversuche, Penion de Pesca, Antarctica
Unterwasserbewuchsversuche, Penion de Pesca, Antarctica (Foto: Max Schwanitz)