Loading...

Biologische Bodenkrusten (engl. biological soil crust; BSC) sind eine komplexe Gemeinschaft aus photosynthetisch aktiven Grünalgen, Cyanobakterien, Moosen und Flechten, heterotrophen Pilzen, Protozoen und Bakterien, die die obersten Millimeter des Bodens bedecken.

Die Organismengemeinschaft und ihre Exkretionsprodukte bilden ein Mikro-Ökosystem, dessen ökologische Funktion vor allem bei Pionierbesiedlung von offenen Böden von Bedeutung ist (z.B. Stickstofffixierung durch Cyanobakterien, Primärproduktion, Wasserretention, Stabilisierung der Bodenpartikel oder Bereitstellung pflanzenverfügbarer Nährstoffe).

Trotz ihrer wichtigen ökologischen Funktion sind Bodenkrusten häufig nur in ariden und semiariden Habitaten untersucht. In der ersten Phase fokussierten wir uns auf die Biodiversität in der Bodenkruste und ihre Funktion im biogeochemischen Kreislauf, vor allem in dem des Phosphors. In der aktuellen Phase werden diese Zusammenhänge detaillierter betrachtet.

Evolution von biologischen Bodenkrusten während Jahrmillionen der Entwicklung der Biosphäre auf unserem Planeten (aus Weber et al. 2016)

Wir wollen den Umsatz des Phosphors und Stickstoffs innerhalb der Bodenkrusten mit der Abundanz und Diversität der Gene verbinden, die für die N- und P-Transformationsprozesse codieren. Diese Daten werden dann mit der Struktur der Krustenorganismen verbunden, um so das Verständnis für die Interaktionen zwischen allen Organismen in den Bodenkrusten aus den Waldplots der Exploratorien zu verstehen.

Eine Kombination aus Metagenomik und Fettsäureanalytik zur Aufklärung der Gemeinschaftsstruktur der Bakterien, Archaeen, Pilze, Cyanobakterien und Algen wird zum ersten Mal in taxonomischer Tiefe angewandt und evaluiert (Wer ist in welcher Anzahl präsent?).

Weiterhin wird die funktionelle Rolle von Bodenkrusten in den biogeochemischen Kreisläufen von C und N untersucht. Die Konzentration und chemische Speziierung dieser Elemente geben Aufschluss, ob die Bodenkruste eine Quelle oder Senke für P- und N-Komponenten ist. Die Ergebnisse erlauben eine Identifizierung von Schlüsselorganismen des bisher kaum untersuchten P-Kreislaufes in den Bodenkrusten und ihres quantitativen Beitrags zum P-Flux (Wer macht was?).


1. Mit steigender Landnutzungsintensität sinkt die Biodiversität und die Interaktionen innerhalb der mikrobiellen Netzwerkstrukturen werden reduziert.

2. Unterschiede in der Gemeinschaftsstruktur beeinflussen die Funktionalität der BSC.

3. Die mikrobielle Diversität in BSCs von Plots mit gleicher Landnutzung ist vergleichbar zwischen den drei Exploratorienstandorten.

4. Die Gemeinschaft der BSC ist verantwortlich für die Transformation von der mineralischen zur organischen Fraktion im biogeochemischen Kreislauf des Phosphors und Stickstoffs.


  • Metagenomische und transkriptomische Analysen
  • qPCR für spezifische Gene des N- und P-Kreislaufes
  • Fettsäureanalytik
  • Quantifizierung der Gesamt C-, N- und P-Gehalte

Doc
Quantifizierung Biologischer Bodenkrusten im Biosphärenreservat Schorfheide-Chorin
Kern K. M. (2019): Quantifizierung Biologischer Bodenkrusten im Biosphärenreservat Schorfheide-Chorin. Bachelor thesis, University Rostock
Doc
Treiber der Abundanz von phosphorumsatzkatalysierenden Bakterien in Biologischen Bodenkrusten in Buchenwäldern der gemäßigten Zone
Kurth J., Albrecht M., Karsten U., Glaser K., Schloter M., Schulz S. (2021): Correlation of the abundance of bacteria catalyzing phosphorus and nitrogen turnover in biological soil crusts of temperate forests of Germany. Biology and Fertility of Soils 57, 179–192. doi: 10.1007/s00374-020-01515-3
Mehr Informationen:  doi.org

Projekt in anderen Förderperioden

Crustfunction III (Teilprojekt)
#Bodenbiologie & Stoffkreisläufe  #2020 – 2023  #Bakterien […]
Crustfunction I (Teilprojekt)
#Bodenbiologie & Stoffkreisläufe  #2014 – 2017  #Bakterien […]

Wissenschaftliche Mitarbeiter:innen

Dr. Karin Glaser
Projektleiterin
Dr. Karin Glaser
Universität Rostock
Prof. Dr. Ulf Karsten
Projektleiter
Prof. Dr. Ulf Karsten
Universität Rostock
Dr. Stefanie Schulz
Projektleiterin
Dr. Stefanie Schulz
Helmholtz Zentrum München
Dr. Martin Albrecht
Mitarbeiter
Dr. Martin Albrecht
Universität Rostock
Dr. Karen Baumann
Mitarbeiterin
Dr. Karen Baumann
Universität Rostock
Prof. Dr. Michael Schloter
Mitarbeiter
Prof. Dr. Michael Schloter
Technische Universität München (TUM)
Julia Kurth
Mitarbeiterin
Julia Kurth
Technische Universität München (TUM)
Samira Khanipour Roshan
Mitarbeiterin
Samira Khanipour Roshan
Top