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Biodiversität und Nährstoffversorgung bei Phytoplankton

Bislang hat sich die Forschung noch zu wenig mit der Biodiversität von Phytoplankton in aquatischen Ökosystemen und deren Effekt auf ökologische Gemeinschaften befasst. Gleiches gilt für die Interaktion zwischen mikrobieller Vielfalt und Umweltparametern, etwa der Nährstoffversorgung.
Biodiversität und Nährstoffversorgung bei Phytoplankton
Das Projekt MICRODIVE (Biodiversity and ecosystem services in the microbial realm) sollte die komplexen Wechselwirkungen zwischen der biologischen Vielfalt von Phytoplankton und der Nährstoffbelastung in Gewässersystemen enthüllen. Dabei lag der Schwerpunkt auf neuen Grenzwerten für die Nährstoffbelastung (einem entscheidenden Einflussfaktor auf die Resilienz bzw. Stabilität mikrobieller Gemeinschaften) sowie wichtigen aquatischen Ökosystemleistungen, die von der Artenvielfalt des Phytoplanktons abhängen.

Die Projektpartner ergänzten Feld- und Laborversuche mit theoretischen Modellen, um Wechselwirkungen zwischen Eutrophierung und Biodiversität zu erklären. Hierzu wurden Experimente mit Süßwassergemeinschaften durchgeführt, die von hochkontrollierten Laborversuchen bis hin zu großflächigen Feldversuchen in offenen Gewässern reichten.

Die Ergebnisse zeigten, dass ein Rückgang der Biodiversität die Ressourceneffizienz der Gemeinschaften und ihre Resilienz bei verändertem Nährstoffeintrag verschlechtert. Weiterhin wirkt sich der Verlust stresssensitiver und seltener Arten messbar nachteilig auf Wachstum und Nährstoffumsatz von Phytoplanktongemeinschaften aus.

Nachweislich hat die Phytoplanktondiversität auch Einfluss auf kleinere Mikrokosmen, und größere Meeresbeobachtungen fanden im Mittelmeer, Atlantik und Pazifik statt. Dabei steht der Effekt primär mit der durchschnittlichen Artenvielfalt im jeweiligen Meeresökosystem in Zusammenhang, was überall auf eine enge Verbindung zwischen Phytoplanktondiversität, Ressourcennutzung und Produktivität hindeutet. Phytoplankton leistet damit einen wichtigen Beitrag für die Ökosysteme der Weltmeere.

Neue Konzepte für den Schutz der Artenvielfalt müssen daher auch Mikroorganismen einbeziehen, die einen entscheidenden Beitrag für Ökosysteme liefern, und hierfür muss die Rolle der mikrobiellen Vielfalt in Ökosystemdienstleistungen noch besser erforscht werden. Zudem ist eine Studie über den Zusammenhang zwischen Vielfalt und Produktivität und den zugrunde liegenden Mechanismen überfällig.

Die Ergebnisse von MICRODIVE zeigen, welche Risiken Europa durch die zurückgehende Artenvielfalt in drohen, und werden damit eine wichtige Maßgabe für die aktuelle und künftige Politik sein. Die in wissenschaftlichen Zeitschriften veröffentlichten Ergebnisse liefern die Basis für die Planung und Durchführung weiterer Studien.

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Life Sciences

Schlüsselwörter

Phytoplankton, Biodiversität, MICRODIVE, Ökosystemdienstleistungen, Mikrokosmen 
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