Mechanismen von Ressourcen-Co-Limitierung auf Planktongemeinschaftsebene

• Antragsteller: Professor Dr. Alexander Wacker, seit 4/2024
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen ; Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 449402474

Die Verfügbarkeit von Ressourcen ist von großer Bedeutung für die Strukturierung von Lebensgemeinschaften und Nahrungsnetzen. Es mehren sich die Beobachtungen, dass Organismen oder Lebensgemeinschaften co-limitiert sind, d.h. ihr Wachstum ist gleichzeitig von mehreren Ressourcen oder Nährstoffen limitiert. Primärproduzenten sind häufig von Stickstoff (N) und Phosphor (P) co-limitiert, was man an einer synergistischen Reaktion bei N-, P-, und N&P-Zugabe erkennen kann. In Abhängigkeit der Nährstoffzufuhr (z.B. N:P Verhältnis) und der Artengemeinschaftszusammensetzung kann die Biomasse von Primärproduzenten auch stark in ihrer biochemischen Zusammensetzung variieren, was zu einer schlechten Futterqualität für herbivore Konsumenten führen kann. Unterschiede in der biochemischen Zusammensetzung zwischen Primärproduzenten und Herbivoren kann das Wachstum von Herbivoren, und damit auch die trophische Transfereffizienz, einschränken. Co-limitierung von Konsumenten wurde bisher hauptsächlich auf der organismischen Ebene untersucht und sehr selten im Zusammenhang von Lebensgemeinschaften. Bisher postulierte Mechanismen die zu einer Co-Limitierung auf Gemeinschaftsebene führen sind jedoch kaum erforscht.Das Projekt soll mittels einer quantitativen Literaturrecherche und vor allem durch Mikro- und Mesokosmenexperimente Aufschluss über die Co-Limitierung von Herbivoren im Gemeinschaftskontext geben. Eine Meta-Analyse vorhandener Literatur soll identifizieren in welchen Systemen und in welchem Ausmaß Co-Limitierung von Konsumenten beobachtet werden kann. Mikrokosmenexperimente mit Phytoplanktongemeinschaften und verschiedenen Nährstoffangeboten sollen die zugrundeliegenden Mechanismen der Co-Limitierung auf Gemeinschaftsebene untersuchen. Weitere Mikrokosmenexperimente sollen untersuchen, wie sich die Co-Limitierung von Primärproduzenten auf das Wachstum von Herbivoren aufgrund von Änderungen in Futterquantität und -qualität auswirkt und ob die Präsenz eines Räubers die potentiellen (Co-)Limitierungsmuster der Herbivoren verändert. In einem Mesokosmenexperiment mit semi-natürlichen Planktongemeinschaften sollen die Vorhersagen der Mikrokosmenexperimente überprüft und ggf. zusätzliche Erkenntnisse natürlicherer Systeme gewonnen werden. Messungen der Element- und Fettsäure-Konzentrationen des Phyto- und Zooplanktons werden die Experimente begleiten, um herauszufinden ob die biochemische Diskrepanz zwischen Produzenten und Konsumenten für die Vorhersage von Co-Limitierungsmustern der Konsumenten genutzt werden kann. Die gewonnenen Erkenntnisse würden unser Verständnis, wie sich variierende Nährstoffangebote in Artengemeinschaften auf das Wachstum von Herbivoren mittels Co-Limitierung von Primärproduzenten auswirken, deutlich verbessern. Dies wäre ein wichtiger Schritt, um Rückkopplungen zwischen Herbivoren und Primärproduzenten richtig zu verstehen und unter sich verändernden Umweltbelastungen vorhersagen zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. Erik Sperfeld, bis 4/2024