Aquatisch-Terrestrische Kopplung
Nährstofftransfer, Biodiversität & ResilienzAquatische und terrestrische Ökosysteme sind ökologisch miteinander verbunden, da Organismen, Materialien, Energie und Nährstoffe kontinuierlich die Grenze zwischen den beiden Lebensräumen in beide Richtungen überschreiten. Beispielsweise werden aquatische Nahrungsnetze durch den Fluss von Subventionen aus den umgebenden terrestrischen Ökosystemen unterstützt, und zwar durch die Einleitung terrestrischer organischer Stoffe aus den umliegenden Einzugsgebieten oder die Ablagerung von Laub und Wirbellosen aus der überhängenden Vegetation. Umgekehrt können aus dem Wasser stammende Substanzen durch Überschwemmungen, Fischfraß, Vögel oder schlüpfende aquatische Insekten in terrestrische Nahrungsnetze gelangen. Schlüpfende aquatische Insekten stellen einen wichtigen Weg dar, über den Süßwasserökosysteme terrestrische Nahrungsnetze unterstützen können. Als Larven ernähren sie sich in aquatischen Lebensräumen und schlüpfen als terrestrische Erwachsene, die sich paaren und den Zyklus neu starten. Während ihres Larvenstadiums nehmen aquatische Insekten essentielle biochemische Nährstoffe auf, die den Raubtieren am Ufer zur Verfügung stehen, wenn sie als Erwachsene in das terrestrische Ökosystem schlüpfen.
Mikroalgen (Phytoplankton und Biofilm) enthalten im Gegensatz zu Landpflanzen einen hohen Anteil an langkettigen mehrfach ungesättigten Fettsäuren (LC-PUFA), die auf höhere trophische Ebenen übertragen werden. LC-PUFA sind also aquatischen Ursprungs und reichern sich in der Nahrungskette an. LC-PUFA wie Eicosapentaensäure (EPA) und Docosahexaensäure (DHA) spielen eine wichtige Rolle in der Tierphysiologie, da sie das Wachstum und die Fortpflanzung sowohl von aquatischen als auch von terrestrischen Konsumenten beeinflussen. Darüber hinaus haben sie viele wichtige zelluläre Funktionen, wie z. B. die Aufrechterhaltung der Membranfluidität und die Funktion als Eicosanoid-Vorläufer. Konsumenten, die LC-PUFA nicht aus C18-PUFA-Vorläufern biosynthetisieren können, sind auf eine Zufuhr von LC-PUFA über die Nahrung angewiesen. Befindet sich z.B. viel EPA im Futter, haben Konsumenten wie z.B. Daphnien höhere Reproduktionsraten.
Emergierende Insekten tragen wesentlich zur Ernährung von Raubtieren in Ufergebieten bei. Im Gegensatz zu Landpflanzen oder -insekten enthalten aquatische Insekten beträchtliche Mengen an LC-PUFA, die für das Wachstum und die Fortpflanzung von zum Beispiel Vögeln, Fledermäusen und Spinnen wichtig sind.
Am Lehrstuhl für Gewässerökologie versuchen wir, mehr über aquatische Insekten aus Süßwasserökosystemen, ihre Häufigkeit in terrestrischen Ökosystemen und ihre potenzielle Bedeutung für terrestrische Raubtiere in Ufergebieten zu erfahren. Die Quantifizierung des Nährstofftransfers vom Wasser zum Land und die Bestimmung der Abhängigkeit von Landräubern an Flussufern von Nährstoffen aus dem Wasser sind wichtig, um die Bedeutung aquatischer Ökosysteme für die terrestrischen Nahrungsnetze zu verstehen. Zu den aktuellen Arbeiten gehören Untersuchungen an beeinträchtigten Flussmündungen und Überschwemmungsgebieten (Sonderuntersuchungsprogram ODER-SO), Probenahmen aus Gewässern in landwirtschaftlichen Gebieten (Sölle), sowie Forschung zur Aquatisch-Terrestrischen Kopplung oberhalb des Polarkreises.