Biologische Ozeanographie

Die biologisch-ozeanographische Arbeitsgruppe (BO – Prof. Justus van Beusekom, Prof. Inga Hense, Prof. Myron Peck) untersucht dynamische Interaktionen zwischen Komponenten mariner Nahrungsnetze und interessiert sich allgemein dafür, wie marine Organismen durch ihre physikalische Umgebung beeinflusst werden. Der Schwerpunkt biologischer Ozeanographie am IHF liegt auf den unteren trophischen Ebenen, z.B. wie saisonale und zwischenjährliche Schwankungen der physikalischen Umweltbedingungen die Phyto- und Zooplanktonpopulationen beeinflussen, welche ihrerseits für die Variabilität in höheren trophischen Ebenen (z.B. Fische) verantwortlich sein können.

Fortschrittliche in-situ Analyse von Meeresplankton durch Video Plankton Recorder

Der Einfluß ozeanographischer Erscheinungen (z.B. hydrographische Fronten) auf die Lebensprozesse und Wachstumraten wichtiger Planktonarten bildet einen wichtigen Forschungsschwerpunkt der BO-Gruppe am IHF. Durch Modellierung der grundlegenden physikalischen und biologischen Prozesse im Meer ("Bottom-up" Ansatz) soll ein besseres Verständnis erzielt werden, wie sich Wachstum, Kondition und Überleben von Meeresorganismen als Folge von klimatischen Schwankungen ändern.

Die BO-Gruppe modelliert die basalen "bottom-up" Prozesse und deren Einfluß auf Zoo- und Ichthyoplanktongemeinschaften gerade deshalb, weil schon geringe Veränderungen in Wachstums- und Sterblichkeitsraten dieser Meeresorganismen zu erheblichen Schwankungen in der Häufigkeit der adulten Stadien führen können. Wenn teil- oder ganzzeitlich im Plankton lebende Organismen diese Lebensphase überleben, dann nur durch das Wechselspiel einer ganzen Reihe von Faktoren, von denen einige berechenbar, viele allerdings auch zufällig ablaufen. Zwei- bzw. drei-dimensionale bio-physikalische Modellieransätze sollen helfen, die Wirkung biologischer von physikalischen Einflüssen zu trennen und die kausalen Zusammenhänge hinter der natürlichen Variabilität von Häufigkeit und Dominanz der Meeresorganismen besser zu verstehen.

Beispiele für Arbeiten im Feld

Ozeanographische Forschungsreisen in verschiedene Schelfmeerregionen und -ökosysteme
Klein- (Meter) und mittelskalige (Kilometer) Messungen wichtigen biotischer und abiotischen Umweltparameter
Zusammensetzung, Häufigkeit und räumliche Verteilung von Arten des Holo- und Meroplanktons

Beispiele für experimentelle Ansätze

Analyse der Futterqualität (z.B. für Copepoden) und trophischer Flüsse (z.B. Fettsäurezusammensetzung mittels Gaschromatographie)
Indikatoren für Wachstum und Kondition von Meeresorganismen (Otolithen Mikrostruktur Analyse, Nukleinsäuren)
Fütterungs-, Wachstums-, Reproduktions- und Überlebensraten von planktischen Organismen
3-D Video Beobachtungen (z.B. Fressverhalten, Räuber-Beute Beziehungen)

Beispiele für Modellierstudien

Fress- und Wachstumsmodule, welche in Individuum-basierten Modellen (IBMs) eingebaut werden
Zeitserien Analyse von Ökosystemkomponenten
Bioenergetische Modelle von Schlüsselfischarten
2-D hydrographische und Ökosystemmodelle (NPZD)
Kombinierte 3-D biophysikalische, individuum-basierte Modelle
Multivariate statistische Modelle

Wissenschaftler der biologisch-ozeanographischen Arbeitsgruppe werden zumeist aus verschiedenen Projektmitteln bezahlt, zum Beispiel aus Geldern von einer Reihe von laufenden nationalen oder EU-Projekten wie: GLOBEC, EUR-OCEANS, UNCOVER, PROTECT, RECLAIM, RECONN