Nele Martens ist die erste Absolventin des Graduiertenkollegs 2530

5. August 2024, von GRK2530

Foto: UHH/GRK2530/Grebe

Nele Martens nach der Verteidigung ihrer Doktorarbeit

„Finally it's done“ steht auf der Schärpe, welche die Kolleginnen und Kollegen von Nele Martens ihr feierlich umhängen. Kurz zuvor hat sie erfolgreich im Hörsaal des Instituts für Marine Ökosystem- und Fischereiwissenschaften ihre Doktorarbeit verteidigt.

Die anwesenden Mitarbeitenden des Instituts sowie Mitglieder des Graduiertenkollegs 2530 und des Prüfungskomitees erheben an diesem sommerlichen Nachmittag auf dem großzügigen Balkon des Gebäudes mit Blick auf die Elbe ihre Gläser auf die jüngst Promovierte. Die Freude ist groß darüber, dass die erste Doktorandin des GRKs 2530 den Titel erlangt hat. „Es war schön, ein Teil der Arbeitsgruppe zu sein“, sagt Nele Martens über die gemeinsame Zeit.

„Phytoplankton in the Elbe estuary: New insights into community composition and mixotrophy, from metabarcoding, flow cytometry, and laboratory experiments“ lautet der Titel ihrer Doktorarbeit, mit der sie im November 2020 gestartet ist. Schon während ihres Masterstudiums der Marinen Ökosystem- und Fischereiwissenschaften beschäftigte sie sich mit Phytoplankton. „Ich finde es faszinierend, dass es frühe Formen von Phytoplankton vermutlich schon seit rund drei Milliarden Jahren gibt und dass sie wesentlich dazu beigetragen haben, dass die Welt für Menschen überhaupt bewohnbar ist“, sagt sie. Die mit bloßem Auge unsichtbaren Organismen dienen als Nahrungsgrundlage für viele Lebewesen und nehmen durch den Prozess der Fotosynthese CO₂ aus dem Wasser auf und wandeln diesen mithilfe von Lichtenergie in Sauerstoff um.

Für Nele Martens ist es wichtig zu verstehen, wie sich Phytoplankton verhält, insbesondere auch im Hinblick auf den globalen Kohlenstoffkreislauf. Antworten darauf zu finden, ist eine große Herausforderung, denn nach ihren Recherchen ist es zum Teil noch unbekannt, wie sich das Phytoplankton in Gewässern, insbesondere auch Ästuare im Einzelnen zusammensetzet. „Was ist überhaupt da?“ wollte sie zunächst herausfinden und war dafür zweimal auf dem Forschungsschiff Ludwig Prandtl unterwegs, um ab der Bunthäuser Spitze im Süden von Hamburg bis zur Flussmündung in die Nordsee Richtung Cuxhaven an sechs Standorten Proben aus dem Wasser zu entnehmen. Entlang dieser Route, auf der sich immer mehr Meerwasser mit der Elbe vermischt, variieren die Umweltbedingungen für das frei schwebende Phytoplankton.

Für ihre Doktorarbeit untersuchte Nele Martens 17 verschiedene Phytoplankton-Stämme aus dem Elbeästuar. Da Gewässer organische Kohlenstoffverbindungen wie Zucker und Proteine enthalten, wollte sie herauszufinden, wie Phytoplankton auf diese Stoffe reagiert und ob es diese nutzen kann. „Normalerweise sollte Phytoplankton als sogenannter autotropher Organismus das Sonnenlicht nutzen, um organische Verbindungen herzustellen. Die Aufnahme von organischem Kohlenstoff wäre eher das Gegenteil. Das ist das was wir Menschen auch tun, wir nutzen auch Zucker und Proteine“, erklärt Nele Martens.

Als sie dann während ihrer Untersuchungen feststellen konnte, dass das Phytoplankton aus ihren Proben mixotroph ist, also sowohl das Sonnenlicht als auch organische Kohlenstoffverbindungen nutzen kann, war das schon ein besonderer Moment, berichtet sie. Die Beobachtung wurde zu einem der bedeutendsten Ergebnisse ihrer Doktorarbeit in einem wenig erforschten Themengebiet, das viele offene Fragen birgt. „Wenn sie unter anderem Zucker aufnehmen, brauchen sie nicht mehr so viel CO₂ und betreiben weniger Fotosynthese. Andererseits sind sie dadurch auch überlebensfähiger“, sagt Nele Martens.

Der Einfluss von Phytoplankton auf die CO₂-Bilanz ist für sie ein komplexes und bedeutendes Thema, aber um dazu Aussagen treffen zu können, sind weitere Forschungen notwendig, betont sie. Auf die Frage, ob sie nun mit dem erlangten Doktortitel erstmal froh und erleichtert ist, antwortet sie, dass sie sich schon mit dem nächsten Thema beschäftigt. Wie es genau weitergehen wird, ist noch nicht ganz klar, aber sie wird weiter forschen und ihre Erkenntnisse weiterentwickeln.