@phdthesis{Hornick2019,
  author    = {Hornick, Thomas},
  title     = {Impact of climate change effects on diversity and function of pelagic heterotrophic bacteria studied in large-scale mesocosm facilities},
  doi       = {10.25932/publishup-42893},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-428936},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {199},
  year      = {2019},
  abstract  = {Seit der Industriellen Revolution steigt die Konzentration von Kohlenstoffdioxid (CO2) und anderen Treibhausgasen in der Erdatmosph{\"a}re stetig an, wodurch wesentliche Prozesse im Erdsystem beeinflusst werden. Dies wird mit dem Begriff „Klimawandel" umschrieben. Aquatische {\"O}kosysteme sind sehr stark davon betroffen, da sie als Integral vieler Prozesse in einer Landschaft fungieren. Ziel dieser Doktorarbeit war zu bestimmen, wie verschiedene Auswirkungen des Klimawandels die Gemeinschaftsstruktur und Aktivit{\"a}t von heterotrophen Bakterien in Gew{\"a}ssern ver{\"a}ndert, welche eine zentrale Rolle bei biogeochemischen Prozessen einnehmen. Diese Arbeit konzentriert sich auf zwei Aspekte des Klimawandels: (1) Ozeane nehmen einen Großteil des atmosph{\"a}rischen CO2 auf, welches im Meerwasser das chemische Gleichgewicht des Karbonatsystems verschiebt („Ozeanversauerung"). (2) Durch kontinuierlichen Anstieg der Erdoberfl{\"a}chentemperatur werden Ver{\"a}nderungen im Klimasystem der Erde vorhergesagt, welche u. a. die H{\"a}ufigkeit und Heftigkeit von episodischen Wetterereignissen (z.B. St{\"u}rme) verst{\"a}rken wird. Insbesondere Sommer-St{\"u}rme sind dabei in der Lage die sommerliche Temperaturschichtung der Wassers{\"a}ule in Seen zu zerst{\"o}ren. Beide Effekte des Klimawandels k{\"o}nnen weitreichende Auswirkungen auf Wasserchemie/-physik sowie die Verteilung von Organismen haben, was mittels Mesokosmen simuliert wurde. Dabei untersuchten wir den Einfluss der Ozeanversauerung auf heterotrophe bakterielle Prozesse in der Ostsee bei geringen Konzentrationen an gel{\"o}sten N{\"a}hrstoffen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Ozeanversauerungseffekte in Kombination mit N{\"a}hrstofflimitation indirekt das Wachstum von heterotrophen Bakterien durch ver{\"a}nderte trophische Interaktionen beeinflussen k{\"o}nnen und potentiell zu einer Erh{\"o}hung der Autotrophie des {\"O}kosystems f{\"u}hren. In einer weiteren Studie analysierten wir, wie Ozeanversauerung die Umsetzung und Qualit{\"a}t gel{\"o}sten organischen Materials (DOM) durch heterotrophe Bakterien beeinflussen kann. Die Ergebnisse weisen jedoch darauf hin, dass {\"A}nderungen in der DOM-Qualit{\"a}t durch heterotrophe bakterielle Prozesse mit zunehmender Ozeanversauerung unwahrscheinlich sind. Desweiteren wurde der Einfluss eines starken Sommer-Sturmes auf den stratifizierten, oligotroph-mesotrophen Stechlinsee simuliert. Mittels oberfl{\"a}chlicher Durchmischung in Mesokosmen wurde die bestehende Thermokline zerst{\"o}rt und die durchmischte Oberfl{\"a}chenwasserschicht vergr{\"o}ßert. Dies {\"a}nderte die physikalischen und chemischen Gradienten innerhalb der Wassers{\"a}ule. Effekte der Einmischung von Tiefenwasser {\"a}nderten in der Folge die Zusammensetzung der bakteriellen Gemeinschaftsstruktur und stimulierten das Wachstum filament{\"o}ser Cyanobakterien, die zu einer Cyanobakterien-Bl{\"u}te f{\"u}hrte und so maßgeblich die metabolischen Prozesse von heterotrophen Bakterien bestimmte. Unsere Studie gibt ein mechanistisches Verst{\"a}ndnis, wie Sommer-St{\"u}rme bakterielle Gemeinschaften und Prozesse f{\"u}r l{\"a}ngere Zeit w{\"a}hrend der sommerlichen Stratifizierung beeinflussen k{\"o}nnen. Die in dieser Arbeit pr{\"a}sentierten Ergebnisse zeigen Ver{\"a}nderungen bakterieller Gemeinschaften und Prozesse, welche mit dem einhergehenden Klimawandel erwartet werden k{\"o}nnen. Diese sollten bei Beurteilung klimarelevanter Fragen hinsichtlich eines zuk{\"u}nftigen Gew{\"a}sser-managements Ber{\"u}cksichtigung finden.},
  language  = {en}
}
@misc{HornickBachCrawfurdetal.2017,
  author    = {Hornick, Thomas and Bach, Lennart T. and Crawfurd, Katharine J. and Spilling, Kristian and Achterberg, Eric Pieter and Woodhouse, Jason Nicholas and Schulz, Kai Georg and Brussaard, Corina P. D. and Riebesell, Ulf and Grossart, Hans-Peter},
  title     = {Ocean acidification impacts bacteria-phytoplankton coupling at low-nutrient conditions},
  series = {Postprints der Universit{\"a}t Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe},
  journal   = {Postprints der Universit{\"a}t Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe},
  number    = {667},
  issn      = {1866-8372},
  doi       = {10.25932/publishup-41712},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-417126},
  pages     = {15},
  year      = {2017},
  abstract  = {The oceans absorb about a quarter of the annually produced anthropogenic atmospheric carbon dioxide (CO2), resulting in a decrease in surface water pH, a process termed ocean acidification (OA). Surprisingly little is known about how OA affects the physiology of heterotrophic bacteria or the coupling of heterotrophic bacteria to phytoplankton when nutrients are limited. Previous experiments were, for the most part, undertaken during productive phases or following nutrient additions designed to stimulate algal blooms. Therefore, we performed an in situ large-volume mesocosm (similar to 55 m(3)) experiment in the Baltic Sea by simulating different fugacities of CO2 (fCO(2)) extending from present to future conditions. The study was conducted in July-August after the nominal spring bloom, in order to maintain low-nutrient conditions throughout the experiment. This resulted in phytoplankton communities dominated by small-sized functional groups (picophytoplankton). There was no consistent fCO(2)-induced effect on bacterial protein production (BPP), cell-specific BPP (csBPP) or biovolumes (BVs) of either free-living (FL) or particle-associated (PA) heterotrophic bacteria, when considered as individual components (univariate analyses). Permutational Multivariate Analysis of Variance (PERMANOVA) revealed a significant effect of the fCO(2) treatment on entire assemblages of dissolved and particulate nutrients, metabolic parameters and the bacteria-phytoplankton community. However, distance-based linear modelling only identified fCO(2) as a factor explaining the variability observed amongst the microbial community composition, but not for explaining variability within the metabolic parameters. This suggests that fCO(2) impacts on microbial metabolic parameters occurred indirectly through varying physicochemical parameters and microbial species composition. Cluster analyses examining the co-occurrence of different functional groups of bacteria and phytoplankton further revealed a separation of the four fCO(2)-treated mesocosms from both control mesocosms, indicating that complex trophic interactions might be altered in a future acidified ocean. Possible consequences for nutrient cycling and carbon export are still largely unknown, in particular in a nutrient-limited ocean.},
  language  = {en}
}