Forschung
Leitung
Forschung
Aktuelle Forschungsthemen
Forschungsschwerpunkte
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.
Forschungsfragen
Die Forschungsfragen richten sich auf zwei wesentliche Aspekte:
Welche Substrate sind in den zu untersuchenden Habitaten 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.
Allgemeines
Innerhalb unserer vielseitigen Forschungsfelder wenden wir für die Bestimmung einzelner Parameter hochmoderne Instrumente, aber auch typisch klassische Methoden an.
Es ist eine Herausforderung, die unbekannten Eigenschaften der Mikroben, die kleinsten Bewohner dieses Planeten zu erforschen. In den Weltmeeren produzieren sie mehr Biomasse als alle an Land lebenden Spezies zusammen. Wenn man sich vor Augen führt, dass nur ca. 1% der Bakterien kultivierbar sind, d.h., für uns für Experimente zur Verfügung stehen, läßt sich das gesamte Potential dieser Organismen nur erahnen. Sie nutzen oftmals unbekannte enzymatische Reaktionen innerhalb ihrer Stoffwechselwege, die durch ihre Gene kodiert sind. Gen- und Genomanalysen von bekannten, aber auch unbekannten Spezies oder Gemeinschaften lassen Rückschlüsse auf deren Zusammensetzung, mögliche Stoffumsätze und Aktivitäten zu.
Hier setzt die Grundlagenforschung an, um unbekannte Prinzipien und Größen zu entdecken und zu beschreiben, sowie aufgestelle Hypothesen zu bestätigen oder gar zu widerlegen.
Neben Untersuchungen in der Nordsee und dem Wattenmeer, sozusagen vor der Haustür, werden und wurden Forschungsfahrten mittels großer Forschungsschiffe im Atlantik, dem Pazifik, dem südlichen Polarmeer und dem Roten Meer durchgeführt.
Folgend sind einige Forschungsfragen und -themen der Arbeitsgruppe beschrieben. Weitere Projekte, an denen die Mitarbeiter arbeiten, sind hier aufgeführt.
Roseobacter
Die Bedeutung der Roseobacter-Gruppe in marinen Ökosystemen ist von besonderem Interesse. Sie repräsentieren eine häufig vorkommende Bakterien-Gruppe, die sich durch eine Vielzahl unterschiedlicher Gattungen und den damit verbundenen vielseitigen Eigenschaften (diverse Stoffwechselwege und -Umsätze, probiotisch, antibiotisch, etc.) auszeichnet. Einige wichtige Stämme dieser Gruppe werden einer umfassenden Genomanalyse 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. Das Verbundprojekt mit den weiteren Standorten Braunschweig und Göttingen wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanziert.
- Im Rahmen des ersten Teilprojekts werden die Ökologische Signifikanz, Biogeographie und Physiologie der Roseobacter-Gruppe in pelagischen Systemen (A1) erforscht.
- Das zweite Teilprojekt befasst sich mit Ökologische Signifikanz des Sekundärmetabolismus von Mitgliedern der Roseobacter-Gruppe (B2).