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The fairy circles of Kaokoland (North-West-Namibia) : origin, distribution, and characteristics
(2000)
An algal culture medium was developed which reflects the extreme chemical conditions of acidic mining lakes (pH 2.7, high concentrations of iron and sulfate) and remains stable without addition of organic carbon sources. It enables controlled experiments e.g. on the heterotrophic potential of pigmented flagellates in the laboratory. Various plankton organisms isolated from acidic lakes were successfully cultivated in this medium. The growth rates of an Chlamydomonas- isolate from acidic mining lakes were assessed by measuring cell densities under pure autotrophic and heterotrophic conditions (with glucose as organic C-source) and showed values of 0.74 and 0.40, respectively.
Rieselfelder
(2000)
Population biologists have long been interested in the oscillations in population size displayed by many organisms in the field and Laboratory. A wide range of deterministic mathematical models predict that these fluctuations can be generated internally by nonlinear interactions among species and, if correct, would provide important insights for understanding and predicting the dynamics of interacting populations. We studied the dynamical behavior of a two- species aquatic Laboratory community encompassing the interactions between a demographically structured herbivore population, a primary producer, and a mineral resource, yet still amenable to description and parameterization using a mathematical model. The qualitative dynamical behavior of our experimental system, that is, cycles, equilibria, and extinction, is highly predictable by a simple nonlinear model.
Operation of a miniature redox hydrogel-based pyruvate sensor in undiluted deoxygenated calf serum
(2000)
Zelle, Einzeller, Vielzeller
(2000)
Die Anforderungen an die Stresstoleranz der wichtigsten landwirtschaftlichen Nutzpflanzen werden durch den prognostizierten Klimawandel in vielen Regionen Deutschlands, so auch im Land Branden-burg, weiter wachsen. Zur Sicherung langfristig stabiler Ernteerträge müssen deshalb Sorten bereitge-stellt werden, die sich durch eine hohe Adaptationsfähigkeit gegenüber Witterungsfaktoren auszeich-nen. Da Zea mays als C4-Pflanze während der Hauptentwicklungsphase geringere Ansprüche an die Was-serverfügbarkeit als C3-Pflanzen stellt, dürfte der Maisanbau auch bei abnehmenden Niederschlägen bzw. ausgeprägten Dürreperioden bedeutsam bleiben. Kritisch sind aber, wie wir an der relativ dürre-toleranten Sorte "Bonny" zeigen konnten (Gzik 1997), auch bei dieser Kulturpflanze die Phasen der Keimung und der Keimlingsentwicklung. Zur Beurteilung der Stresstoleranz während dieser frühen Stadien der Entwicklung wurden Untersu-chungen zur Keimung und zum Keimlingswachstum exemplarisch mit fünf zugelassenen Sorten unter Einwirkung von Stressoren (begrenzte Wasserverfügbarkeit, Salzbelastung, erhöhte Temperaturen) durchgeführt. Neben Daten zum Wachstum wurden in den Keimlingsorganen auch verschiedene Stoffwechselparameter erfasst. Alle geprüften Sorten hatten eine Keimbereitschaft von 100%. Bereits milder Trockenstress von -0,2 MPa, induziert durch die Applikation von Polyethylenglykol 6000, verursachte bei allen Sorten einen Keimverzug. Bei einer Stressstärke von -0,4MPa war die Keimung verringert. Die stärkste Beeinflus-sung wurde bei "Bonny", gefolgt von "Diamant" und "Achat", beobachtet. Die Sorte "Helix" zeigte die höchste Toleranz. Auch das Wachstum der Keimlingsorgane war unter Trockenstress stark gehemmt, wobei wiederum die Sorte "Helix" die geringsten Abweichungen von der Kontrolle aufwies. Der Prolingehalt, der für viele Stressoren als Stressindikator gilt, war schon bei sehr mildem Stress (-0,2MPa) in den Keimlingsorganen dramatisch erhöht. Die Akkumulationsraten (im Vergleich zu den Kontrollen) waren bei den Sorten "Achat" und "Diamant" am höchsten und bei "Bonny" am niedrigsten. Der Gehalt an löslichen Zuckern war in den Koleoptilen aller Sorten unter Stress nahezu unverändert, während er in den Primärwurzeln erhöht war. Der Stärkegehalt lag in beiden Keim- lingsorganen bei Stress unter den Werten der Kontrollen. Der Gehalt an freien Aminosäuren stieg unter Stress an. Besonders der Anteil an basischen Aminosäuren war erhöht. Diese Ergebnisse weisen auf einen verstärkten Proteinabbau unter Stressbedingungen hin. Bei den geprüften Stoffwechselparametern konnte keine Korrelation zur Stressempfindlichkeit der Sorten beobachtet werden.
Stillegungsflächen nehmen einen bedeutenden Anteil der landwirtschaftlich nutzbaren Fläche Deutschlands ein. Kompensiert durch Ausgleichszahlungen entfällt in diesen Bereichen die Produktionsfunktion der Agrarlandschaft, ohne dass andere Landschaftsfunktionen explizit gefördert werden. Dabei können Stillegungsflächen eine wichtige Rolle im ökosystemaren Gefüge einer intensiv genutzten Agrarlandschaft spielen. Die vorgestellte Arbeit untersucht das Potential stillgelegter Flächen als Nahrungsquelle für blütenbesuchende Insekten. Dabei wird von der These ausgegangen, dass Stillegungsflächen besonders attraktiv für Blütenbesucher sind, da sie die einzigen Bereiche in einer intensiv genutzten Agrarlandschaft darstellen, deren Vegetation im Jahresverlauf nicht durch Nutzung beeinträchtigt wird. Es werden erste Ergebnisse einer nahrungsökologischen Studie vorgestellt, bei der das Fraßverhalten dominanter Arten der Syrphidae, einer der individuenreichsten Blütenbesuchergruppen Mitteleuropas, auf verschiedenen Stillegungsflächen untersucht wird. Durch wöchentliche Begehungen von Dauerbeobachtungsflächen wurde die Stärke und Dynamik des Blütendargebotes erfasst. Nektarproben ergaben ein Bild von der Quantität und Verfügbarkeit einzelner Nahrungsressourcen. Über die Untersuchungsperiode hinweg wurden Syrphiden mit einem Kescher gefangen und konserviert. Individuen dominanter Arten wurde mit einer Abdominalpräparation der Verdauungstrakt entnommen und pollenanalytisch aufgearbeitet. Die enthaltenen Pollen wurden determiniert und ausgezählt.
Simulated long-term vegetation response to alternative stocking strategies in savanna rangelands
(2000)
Ecological buffering mechanisms in savannas : a unifying theory of long-term tree-grass coexistence
(2000)
In experiments with axenic cultures of Microcystis aeruginosa, we tested whether this cyanobacterium incorporates leucine, a compound that is often used for the measurement of heterotrophic bacterioplankton production. Microcystis showed significant leucine incorporation, and the uptake of exponentially growing cells was higher than the uptake of cells in stationary growth phase. Therefore, the leucine method may not be suitable for measuring bacterial production in highly eutrophic waters with a dominance of cyanobacteria.
Die Wüste Atacama
(2000)
The growth rates of heterotrophic nanoflagellates (HNAN), mixotrophic cryptophytes, dinoflagellates and ciliates in field assemblages from Ace Lake in the Vestfold Hills (eastern Antarctica) and Lakes Fryxell and Hoare (McMurdo Dry Valleys, western Antarctica), were determined during the austral summers of 1996/1997 and 1997/1998. The response of the nanoflagellates to temperature differed between lakes in eastern and western Antarctica. In Ace Lake the available bacterial food resources had little impact on growth rate, while temperature imposed an impact, whereas in Lake Hoare increased bacterial food resources elicited an increase in growth rate. However, the incorporation of published data from across Antarctica showed that temperature had the greater effect, but that growth is probably controlled by a suite of factors not solely related to bacterial food resources and temperature. Dinoflagellates had relatively high specific growth rates (0.0057-0.384 h(-1)), which were comparable to Antarctic lake ciliates and to dinoflagellates from warmer, lower latitude locations. Temperature did not appear to impose any significant impact on growth rates. Mixotrophic cryptophytes in Lake Hoare had lower specific growth rates than HNAN (0.0029-0.0059 h(-1) and 0.0056-0.0127 h(-1), respectively). They showed a marked seasonal variation in growth rate, which was probably related to photosynthetically active radiation under the ice at different depths in the water column. Ciliates' growth rates showed no relationship between food supply and mean cell volume, but did show a response to temperature. Specific growth rates ranged between 0.0033 and 0.150 h(-1) for heterotrophic ciliates, 0.0143 h(-1) for a mixotrophic Plagiocampa species and 0.0075 h(-1) for the entirely autotrophic ciliate, Mesodinium rubrum. The data indicated that the scope for growth among planktonic Protozoa living in oligotrophic, cold extreme lake ecosystems is limited. These organisms are likely to suffer prolonged physiological stress, which may account for the highly variable growth rates seen within and between Antarctic lakes.
Mixotrophy is a widespread phenomenon among planktonic protists. It involves the combination of autotrophy and heterotrophy in varying degrees. Many phytoflagellate species ingest bacteria as a means of obtaining nutrients for photosynthesis or for supplementing their carbon budget under light limitation. Ciliates either sequester the plastids of their algal prey or harbour endosymbiotic algae. In the saline lakes of the Vestfold Hills and in Lakes Hoare and Fryxell in the McMurdo Dry Valleys the dominant phytoflagellates ingest bacteria, and there is evidence to suggest that during the winter months they lack chlorophyll and may become entirely heterotrophic. In Lake Fryxell phagotrophic pyhtoflagellates (cryptophytes) made a significant impact on bacterial production, removing up to 13% of the bacterial biomass day-1. These cryptophytes suffered predation from Plagiocampa (a ciliate), which appears to harbour them for a significant period before digesting them. We suspect that this may be equivalent to an intermediate stage in the evolution of mixotrophy. A significant number of the planktonic ciliates in Antarctic lakes were mixotrophic. The final evolutionary end point is the situation seen in Mesodinium rubrum, which now relies entirely on its cryptophycean endosymbiont and no longer ingests food. Mesodinium is the dominant ciliate in many of the saline lakes of the Vestfold Hills, which are of marine origin. It can reach abundances in excess of 60,000l-1 in Ace Lake, This ciliate is a ubiquitous member of the marine plankton worldwide and has successfully adapted to the lacustrine environment in Antarctica. The evidence suggests that among the survival strategies seen in Antarctic lake plankton, mixotrophy plays and important role among a number of the dominant protozoan species.