Graduiertenkolleg 2530
GRK2530Rolle von Biota im Kohlenstoffkreislauf von Ästuaren
Pilot-Feldexperiment erfolgreich durchgeführtAufbau eines Modified Dilution Experiments zur Untersuchung von Einflussfaktoren auf Phytoplankton
21. August 2026, von GRK 2530
Foto: Ailis Koch
Ailis Koch, Luca Blümke and Stina Krings (von links).
Am 29. und 30. Juli 2026 haben Luca Blümke und Stina Krings, Doktorand:innen des GRK 2530, mit der Unterstützung von Ailis Koch, Masterstudentin im Studiengang „Environmental Management“ an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, in Bunthaus an der Elbe ein Modified Dilution Experiment durchgeführt. Die Methode hilft dabei, den Einfluss von Zooplankton und Viren auf Phytoplankton in natürlichen Gewässern zu untersuchen. Die beiden Doktorand:innen, die in diesem Jahr mit ihren Forschungsprojekten begonnen haben, sammelten bei ihrem ersten Versuch praktische Erfahrungen unter Feldbedingungen. Die Erkenntnisse werden in die für 2027 geplanten Durchläufe einfließen.
Phytoplankton spielt eine zentrale Rolle im globalen Ökosystem und Kohlenstoffkreislauf. Die mikroskopisch kleinen, im Wasser schwebenden Organismen betreiben Fotosynthese: Sie wandeln anorganisches CO₂ mithilfe von Licht in organische Verbindungen (z. B. Zucker) um, wobei Sauerstoff (O₂) freigesetzt wird. Dadurch bilden sie nicht nur die Grundlage der aquatischen Nahrungskette, sondern tragen auch maßgeblich zur Sauerstoffproduktion und Kohlenstoffbindung bei.
Angesichts der großen Bedeutung von Phytoplankton untersuchen die Forschenden im GRK 2530 neben anderen Schwerpunktthemen, welche Faktoren es beeinflussen. Dazu zählt insbesondere Zooplankton: Die kleinen im Wasser schwebenden Tiere wie Krebstiere oder Fischlarven ernähren sich unter anderem von Phytoplankton und stehen in der Nahrungskette über ihnen, was auch als Top-Down-Kontrolle bezeichnet wird. Zudem haben auch Viren Einfluss auf Phytoplankton – ein weitaus weniger untersuchtes Gebiet.
UHH/GRK2530/Krings
„Während der Einfluss des Zooplanktons auf Phytoplankton bereits vergleichsweise gut untersucht ist, ist die Rolle von Viren in natürlichen Süß- und Brackwasserökosystemen bislang deutlich weniger erforscht. Ein besseres Verständnis dieser Wechselwirkungen hilft dabei, die Dynamik von Phytoplanktongemeinschaften sowie deren Reaktion auf Umweltveränderungen im Elbeästuar besser vorherzusagen und informiert zu bewerten“, erläutert Stina Krings.
Um diese Zusammenhänge näher zu entschlüsseln, sind im GRK 2530 weitere Feldexperimente im kommenden Jahr geplant. Dabei sollen auch verschiedene Umweltbedingungen mit einbezogen werden, sodass die Untersuchungen systematisch an unterschiedlichen Jahreszeiten und an verschiedenen Standorten entlang der Elbe stattfinden.
UHH/GRK2530/Kring
„Ziel des Pilotversuchs war es, praktische Erfahrungen mit der Methodik und dem Versuchsablauf unter Feldbedingungen zu sammeln. Die gewonnenen Erkenntnisse bilden eine wichtige Grundlage, um die Durchführung und Arbeitsabläufe für zukünftige Experimente weiter zu optimieren“, sagt Stina Krings. Besonders im Hinblick auf das Zeitmanagement und die Koordination der Arbeitsabläufe konnten sie wertvolle Erfahrungen sammeln.
Die Schritte, die Luca Blümke und Stina Krings in ihrem ersten Versuch durchgeführt haben, werden im Folgenden kurz und stark vereinfacht skizziert:
Schritt 1
Entnahme von Elbwasser
20 Liter Wasser werden aus der Elbe genommen.
Schritt 2
Filterung
Das Wasser wird durch ein 200-µm-Netz gesiebt, um größere tierische Planktonorganismen (Mesozooplankton, z. B. kleine Krebse oder Wasserflöhe) zu entfernen.
Schritt 3
Aufteilung
Das gefilterte Wasser wird in drei Teile geteilt:
- Teil 1: Größere tierische Planktonorganismen (Mesozooplankton) sind entfernt.
- Teil 2: Phytoplankton ist mit einem 0.45 µm-Filter herausgefiltert.
- Teil 3: Viren sind durch 100 kDa-Filterkasetten (Feinfilterung) reduziert.
Schritt 4
Verdünnung
Aus diesen drei unterschiedlich gefilterten Wässern werden Verdünnungsreihen hergestellt.
Schritt 5
Rückführung
Die Verdünnungen werden in Dialysebeutel gefüllt, an Stahlkäfige befestigt und für 24 Stunden zurück in die Elbe gehängt. Die Beutel erlauben den Austausch von Wasser und Nährstoffen, halten aber die Organismen im Inneren.
Schritt 6
Messung
Nach 24 Stunden wird die Phytoplankton-Konzentration und andere Parameter wie Zooplankton, Viren oder Chlorophyll in den Beuteln gemessen. Durch den Vergleich der Ergebnisse kann abgeschätzt werden, wie stark Zooplankton und Viren das Phytoplankton kontrollieren.
