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ZOOM - Labrenz: Zooplankton assoziierte Methanproduktion

Laufzeit:
01.07.2015 - 30.04.2019
Projektleitung:
PD Dr. Matthias Labrenz
Finanzierung:
DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft
Forschungsschwerpunkt:
Beteiligung:
none

Methan ist ein bedeutendes Treibhausgas, das einen starken Einfluss auf die Klimaentwicklung der Erde nimmt. Zurzeit sind das Wissen um die verschiedenen Methanquellen und deren atmosphärischer Einfluss noch äußerst lückenhaft. Eine Quelle, die hier von besonderer Wichtigkeit sein könnte, ist die mikrobielle Methanproduktion innerhalb des Darms bestimmter Zooplanktonorganismen bzw. der von ihnen ausgeschiedenen Kotpillen. Diese Quelle ist hauptsächlich in der oberen sauerstoffhaltigen Wassersäule angesiedelt und kann somit einen unmittelbaren Einfluss auf den Methanfluss zwischen Ozean und Atmosphäre nehmen. In unserem Projekt stellen wir die Hypothese auf, dass in hochproduktive Regionen, wie z.B. in Randmeeren, diese Zooplankton-basierte Methanproduktion besonders stark ausgeprägt ist. Des Weiteren vermuten wir, dass die zeitweise in der Ostsee beobachtete subthermokline Methananomalie durch diese Methanquelle hervorgerufen wird. Im ZooM-Projekt werden wir deshalb die Zooplankton-assoziierte Methanproduktion im Modellgebiet Ostsee mit Hilfe eines multidisziplinären Ansatzes untersuchen, indem wir die Fachgebiete Methanchemie, Mikrobiologie und Zooplanktologie konzertiert einsetzen. Im Detail wollen wir die folgenden Schlüsselfragen beantworten: (1) Ist die subthermokline Methananomalie ein verbreitetes Phänomen in der Ostsee und können wir saisonale und regionale Unterschiede in ihrer Ausprägung identifizieren? (2) Besitzt die Zooplankton-assoziierte Methanproduktion das Potential die beobachtete Methananomalie auszubilden und wie beeinflussen Copepodenarten und Umweltbedingungen (wie die Nahrungszusammensetzung) die Methanproduktion? (3) Welche methanogenen Mikroorganismen sind in die subthermokline Methanproduktion im Zooplankton-Darm und ihren Kotpillen involviert und lassen sich Unterschiede der beteiligten methanogenen Gemeinschaften und deren Aktivität ausmachen?

Publikationen

  • Wäge, J., J. F. H. Strassert, A. Landsberger, N. Loick-Wilde, O. Schmale, B. Stawiarski, B. Kreikemeyer, G. Michel and M. Labrenz (2019). Microcapillary sampling of Baltic Sea copepod gut microbiomes indicates high variability among individuals and the potential for methane production. FEMS Microbiol. Ecol. 95: fiz024, doi: 10.1093/femsec/fiz024
  • Stawiarski, B., S. Otto, V. Thiel, U. Gräwe, N. Loick-Wilde, A. K. Wittenborn, S. Schloemer, J. Wäge, G. Rehder, M. Labrenz, N. Wasmund and O. Schmale (2019). Controls on zooplankton methane production in the central Baltic Sea. Biogeosciences 16: 1-16, doi: 10.5194/bg-16-1-2019
  • Schmale, O., J. Wäge, V. Mohrholz, N. Wasmund, U. Gräwe, G. Rehder, M. Labrenz and N. Loick-Wilde (2018). The contribution of zooplankton to methane supersaturation in the oxygenated upper waters of the central Baltic Sea. Limnol. Oceanogr. 63: 412-430, doi: 10.1002/lno.10640