Abschlussbericht des Graduiertenkollegs (pdf) - Zentrum für ...

anorganischen Kohlenstoff bzw. dem C:N Verhältnis im Medium beeinflußt wird und eine entscheidende
Rolle bei der DMSP Produktion durch marine Algen spielt.
8.2.3 Die Wirkung von UV-B Strahlen auf die Produktivität der Planktonalge Phaeodactylum
tricornutum im Vergleich zur Wirkung von starkem Weißlicht: Hemmeffekte auf den Phytosyntheseapparat
Bearbeiterin: Dipl-Biol. Bettina Kaiser
Hauptbetreuer: Univ.-Prof. Dr. C. Wilhelm
Ziel dieser Arbeit war es, die Wirkungsmechanismen der UV-B-Strahlung anhand simultaner Sauerstoffund
Fluoreszenzmessungen zu charakterisieren und die Interaktion von photosynthetisch aktiver Strahlung
und des UV-Lichts zu erfassen. Dazu wurden Schwachlicht-Kulturen der Diatomee Phaeodactylum tricornutum
verschiedenen Bestrahlungsprogrammen ausgesetzt, in denen unterschiedliche UV- und Weißlichtintensitäten
kombiniert waren. Die Intensität von UV1 entsprach dabei einem 3 bis 15%igen Rückgang der
stratosphärischen Ozonkonzentration, während UV2 einem 50 bis 70%igen Rückgang nahe kommt. Weiterhin
sollte die Präadaption an Starklicht, sowie an Starklichtimpulse mit und ohne UV-Anteil hinsichtlich
ihrer Auswirkungen auf den UV-B Effekt untersucht werden.
Die alleinige UV-B Wirkung führt zu Störungen in der Excitonenübertragung von der Antenne zum Reaktionszentrum
und einem Atmungsrückgang. In Kombination mit Starklicht scheint die UV-B Wirkung zum
Teil anderen Mechanismen zu unterliegen, wobei möglicherweise die Entstehung toxischer Sauerstoffspezies
gefördert wird. Im Rahmen der Starklichtanpassung einer Phaeodactylum-Kultur wird vermutlich die
Konzentration der Sauerstoff-Scavenger-Systeme erhöht. Dies könnte die Ursache der verringerten UV-
Sensitivität von Starklicht-Kulturen im Vergleich zu Schwachlicht-Kulturen darstellen. Starklichtimpulse
während der Anzucht reichen aus, um die Entwicklung photoprotektiver Mechanismen zu fördern, obwohl
keine ausgeprägte HL-Anpassung stattfindet. Werden die Starklichtimpulse zusammen mit einem geringen
UV-Anteil appliziert, wird die Ausbildung photoprotektiver Mechanismen weder verhindert noch gefördert.
Die Existenz spezieller, nur durch UV-Licht induzierbarer Schutzmechanismen vor UV-B Strahlung ist in
Phaeodactylum tricornutum nicht feststellbar.
Die Auswirkungen der zunehmenden UV-B Strahlung auf die Produktivität des Phytoplanktons werden
möglicherweise unterschätzt, da eine UV-B bedingte Verzögerung des Recoverys, der Atmungsrückgang und
die ausgeprägte UV-Empfindlichkeit von Schwachlicht-adaptierten Phytoplanktern nicht berücksichtigt werden.
Dadurch wird auch die Aussagekraft von Klimamodellen relativiert, welche auf Daten zur Abschätzung
der Produktivität zurückgreifen, die diese Effekte nicht berücksichtigen können.
8.2.4 Physiologische Charakterisierung von Planktonalgen aus unterschiedlichen Expositionstiefen
Bearbeiter: Dipl.-Biol. Martin Lohr
Hauptbetreuer: Univ.-Prof. Dr. C. Wilhelm
Zahlreiche Laboruntersuchungen der letzten Jahre haben gezeigt, daß der pflanzliche Organismus in der
Lage ist, seinen Photosyntheseapparat an die herrschenden Lichtbedingungen anzupassen. In Gewässer
steht die Aktivität des Phytoplankton in einem direkten Zusammenhang mit den Kreisläufen der Makround
Mikroelemente. Für die Abschätzung der Umsätze der Stoffkreisläufe ist daher die Kenntnis der Photosyntheseleistung
der Phytoplankter von entscheidender Bedeutung. Von besonderem Interesse ist dabei
die Untersuchung der Reaktionen der Zellen auf ein überoptimales Lichtangebot (Photoinhibition). Aus Laboruntersuchungen
ist bekannt, daß der Photosyntheseapparat bei einem Überangebot von Licht, zunächst
Photosystem II inaktiviert, dann abbaut und parallel dazu bestimmte Carotinoide synthetisiert, die in der
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