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Biology of Geological Processes – Aquatic Microbial Ecology

The research interests focus on the role and ecological significance of aquatic microbes, mainly aerobic heterotrophic bacteria, for the cycling and sinking flux of organic matter and fluxes of energy in estuaries, shallow coastal seas, neritic seas, and the open ocean. The questions addressed focus on the following two points: 

  • Which substrates are available, what are their sources and how are they processed?
  • How are the bacterial communities structured?

The first point includes the qualitative and quantitative characterization of the major sources of particulate and dissolved organic matter (POM, DOM) and the factors controlling their availability to heterotrophic bacteria. The composition of POM and DOM and the bacterial turnover of their most important labile and recalcitrant components are examined with highly sensitive analytical techniques.

The second point is an essential part of the studies and aims to characterize the composition of the microbial communities and to identify their major players involved in the turnover of POM and DOM. Culture-dependent and culture-independent molecular biological approaches, genomic and metagenomic analyses are applied in these studies. We are particularly interested in the differentiation between the relative significance of the structure and processes of ‘free-living’ microbial communities and those associated with suspended aggregated organic and inorganic matter.

An important focus is the significance of the Roseobacter clade in marine ecosystems. Several relevant strains of this group are subject to a comprehensive genomic analysis.

Since January 2010 this working group is involved with two projects in the DFG-funded
Transregional Collaborative Research Center TRR 51
Ecology, Physiology and Molecular Biology of the Roseobacter clade: Towards a Systems Biology Understanding of a Globally Important Clade of Marine Bacteria. 

Biologie Geologischer Prozesse – Aquatische Mikrobielle Ökologie

Der Forschungsschwerpunkt dieser Arbeitsgruppe liegt im Studium der Rolle und ökologischen Bedeutung von aquatischen Mikroorganismen, insbesondere aerober heterotropher Bakterien, für den Stoffumsatz, Sinkstofffluss und Energiefluss in Gewässerökosystemen wie Flussmündungsgebieten, flachen Küstenmeeren, Schelfmeeren und dem offenen Ozean. Die Forschungsfragen richten sich auf zwei wesentliche Aspekte:

  • Welche Substrate sind vorhanden, wo kommen sie her und wie werden sie umgesetzt?
  • Wie sind die Bakteriengemeinschaften strukturiert?

Zum ersten Punkt gehört die qualitative und quantitative Charakterisierung der wesentlichen Quellen der partikulären und gelösten organischen Substanz (POM, DOM) und der steuernden Faktoren, durch welche die Substrate für heterotrophe Bakterien verfügbar gemacht werden. Die Zusammensetzung des POM und DOM und der bakterielle Umsatz der wichtigsten labilen und refraktärer Komponenten wird mit hochempfindlichen analytischen Techniken untersucht.

Der zweite Punkt ist ganz wesentlicher Teil der Untersuchungen und befasst sich mit der Charakterisierung der Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaften und der Identifizierung deren wichtigster am Umsatz des POM und DOM beteiligten Akteure. Hierbei kommen sowohl kultivierungsabhängige als auch kultivierungsunabhängige molekularbiologische Methoden und Genom- und Metagenomanalysen zum Einsatz. Ein wichtiger Aspekt bei den Untersuchungen besteht in der Unterscheidung der mit Schwebstoffen und aggregiertem POM assoziierten Prozesse und Mikrobengesellschaften von denen im freien Wasser.

Die Bedeutung der Roseobacter-Gruppe in marinen Ökosystemen ist von besonderem Interesse. Einige wichtige Stämme dieser Gruppe werden einer umfassenden Genomanalyse unterzogen.

Wichtige Stämme dieser Gruppe werden umfassenden Genomanalysen unterzogen.

Seit 2010 ist die Arbeitsgruppe mit zwei Teilprojekten beteiligt am Transregio-Sonderforschungsbereich TRR 51 Ökologie, Physiologie und Molekularbiologie der Roseobacter-Gruppe: Aufbruch zu einem systembiologischen Verständnis einer global wichtigen Gruppe mariner Bakterien.


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