Advanced Grant of the European Research Council (ERC)

 

Der Tiefseeboden bedeckt 67 % der Erdoberfläche und ist an den meisten Stellen durch kalte Temperaturen, permanente Dunkelheit, hohen Druck und Nahrungsmangel gekennzeichnet. Die Oberflächensedimente beherbergen ein ausgeprägtes mikrobielles Biom, das von Bakterien mit durchschnittlich einer Milliarde Zellen pro Milliliter dominiert wird. Benthische Bakterien sind für die Stoffkreisläufe der Erde von großer Bedeutung, da sie einen Großteil der organischen Stoffe, die aus dem produktiven Oberflächenozean absinken, remineralisieren und Nährstoffe zurückführen und so die Primärproduktion des Ozeans fördern. Was den bakteriellen Filter passiert, ist auf geologischen Zeitskalen eine relevante Kohlenstoffsenke, die den globalen Sauerstoff- und Kohlenstoffhaushalt beeinflusst und die Biosphäre in der Tiefsee speist. Trotz der Bedeutung der Tiefseesedimentbakterien für das Klima, die geochemischen Kreisläufe und die Ökologie des Meeresbodens sind ihre genetische und funktionelle Vielfalt, ihre Nischendifferenzierung und ihre biologischen Wechselwirkungen noch immer unbekannt.

Im Rahmen des ABYSS-Projekts wollen wir ein systematisches Verständnis der Verteilung, der Vielfalt, der Funktion und der Wechselwirkungen von Bakteriengemeinschaften in Abyssalsedimenten entwickeln, indem wir Biogeochemie, Ökologie, Mikrobiologie und Meeresbiologie miteinander verbinden und In-situ-Flussstudien und verschiedene Visualisierungstechniken mit einer breiten Palette molekularer Werkzeuge kombinieren. Einer unserer wichtigsten Untersuchungsstandorte ist das LTER-Observatorium HAUSGARTEN in der Framstraße.

Die Hauptaufgaben von ABYSS sind:

  •     Identifizierung der häufigsten Bakterientaxa in Tiefsee-Oberflächensedimenten und Charakterisierung ihrer räumlichen und zeitlichen Verteilung. Größen-, Alters- und Verbindungsklassen von organischem Material zu klassifizieren.
  •     Vergleich der bakteriellen Gemeinschaften von Oberflächensedimenten mit denen von sinkenden und schwebenden Partikeln sowie mit denen von Unterwassersedimenten.
  •     zu untersuchen, welche mikrobiellen Taxa mit frisch abgelagertem Algendetritus assoziiert sind, wie schnell sie atmen und Kohlenstoff assimilieren und welche Arten von bakteriellen und molekularen Profilen in der gealterten partikulären und organischen Materie verbleiben.
  •     Messung der Variationen in der Elementstöchiometrie auf Zell- und Gemeinschaftsebene, der Kohlenstoffatmung, der Hydrolyse und der Assimilationsleistung einer Reihe von Bakterientypen durch In-situ-Inkubation mit isotopenmarkierten Substraten.
  •     Verbesserung der Erkenntnisse über die bakteriellen Wechselwirkungen mit zeitlichen und räumlichen Schwankungen des POC-Exports durch einen Modellierungsansatz.
  •     Entschlüsselung des langfristigen Schicksals der Oberflächengemeinschaften und der abgelagerten organischen Substanz durch hochauflösende Analyse vertikaler Sedimentschichten bis in die Vergangenheit/unter die Oberfläche.
  •     die Anpassung und Verbesserung unseres bestehenden Tiefseetechnologiepools für gezielte und quantitative biogeochemische Probenahmen.

 

Kontakt: A. Boetius, C. Bienhold

 

Veröffentlichungen mit Ergebnissen des ABYSS Projekts

Konferenzbeiträge zum ABYSS Projekt

Abschlußarbeiten im Rahmen des ABYSS Projekts