Auswirkungen antimikrobieller Substanzen auf aquatische Gemeinschaften über bottom-up regulation (AQUA-CO-REG)

• Antragsteller: Professor Dr. Mirco Bundschuh; Professor Dr. Ralf Schulz
• Fachliche Zuordnung: Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung
• Förderung: Förderung seit 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 270782133

Der Abbau von grob partikulärem organischem Material, wie Laubstreu, gilt in vielen Flüssen als fundamentale Ökosystemfunktion, welche Energie für lokale sowie flussabwärts gelegene Lebensgemeinschaften bereitstellt. Das vorhergehende Projekt AQUA-REG hat die antimikrobiell wirkenden Substanzen verwendet, um Effekte über laubassoziierte Mikroorganismen auf laubzersetzende Makroinvertebraten (bottom-up) zu studieren. Unter anderem wurde eine neue RT-PCR-Methode zur Quantifizierung zahlreicher aquatischer Hyphomyceten entwickelt. Die Ergebnisse von AQUA-REG wurden in sieben Artikeln in Zeitschriften mit peer-review veröffentlicht, weitere Artikel sind in Vorbereitung. Der vorliegende Nachfolgeantrag strebt an, den AQUA-REG Ansatz auf die Ebene der Wirbellosen-Gemeinschaft inklusive invertebrater Räuber zu erweitern. Hierzu wird eine neu entwickelte Gerinne-Mikrokosmenanlage verwendet, die kontinuierlich von Wasser aus einem naturnahmen Oberlaufgewässer gespeist wird. Unter Verwendung der bereits etablierten standardisierten antimikrobiellen chemischen Stressoren wird das Projekt AQUA-CO-REG nun Modelllebensgemeinschafften über kontaminiertes Laubmaterial als Nahrungsquelle exponieren. Neben den hauptsächlich quantitativen (Energiemengen) Beziehungen, die z.B. in den Theorien der dynamischen Energiebudgets verwendet werden, will AQUA-CO-REG die „Qualität der Energie“ im Sinne der Zusammensetzung essentieller und nichtessentieller Fettsäuren im Nahrungsnetz betrachten. Stabile Isotopenanalysen und RT-PCR-basierte Quantifizierungen der Hyphomyceten runden die Suite verwendeter Endpunkte ab. Die Berücksichtigung der Nahrungsqualität für die bottom-up gerichteten Effekte, die durch antimikrobielle Substanzen hervorgerufen werden, erlaubt im beantragten Projekt, die Effektgrößen zu studieren und die effektrelevanten Mechanismen auf Gemeinschaftsebene, wie Plastizität der Ernährung, Atmung, Stresstoleranz oder Räubervrmeidung, zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen