Einfluss der Meereshöhe auf die lithobiontische Mikrobiota in der alpinen und nivalen Höhenstufe am Beispiel des Schrankogel

Inhaltsverzeichnis

• Zusammenfassung & Abstract
• 1 Einleitung
• 1.1 Vorkommen von Mikroorganismen im Hochgebirge
• 1.1.1 Bacteria
• 1.1.2 Archaea
• 1.2 Bedeutung der Mikroorganismen für die Bodenbildung
• 1.2.1 Gesteinsverwitterung
• 1.2.2 Laugung
• 2 Zielsetzung
• 3 Material und Methoden
• 3.1 Standort und Probennahme
• 3.1.1 Schrankogel
• 3.1.2 Probennahme
• 3.1.3 Probenvorbereitung und Biofilmbildung
• 3.2 Versuchsdesign
• 3.2.1 Überblick des Gesamtkonzepts
• 3.2.2 Untersuchungen an der Extraktionslösung
• 3.2.3 Untersuchungen von anaeroben Mischkulturen
• 3.2.4 Untersuchungen an aeroben Mischkulturen
• 3.2.5 Untersuchungen an aeroben Reinkulturen
• 3.3 Analytik
• 3.3.1 Chemische Parameter
• 3.3.1.1 pH Wert
• 3.3.1.2 High Performance Liquid Chromatography
• 3.3.1.3 Fatty Acid Methyl Ester Analysis
• 3.3.2 Mikrobiologische Methodik
• 3.3.2.1 Aerobe cfu-Bestimmung
• 3.3.2.2 Optische Dichte 600 nm
• 3.3.3 Molekular Biologische Methodik
• 3.3.3.1 DNA Extraktion
• 3.3.3.2 Polymerase Chain Reaction
• 3.3.3.3 Denaturing Gradient Gel Electrophoresis
• 3.3.3.4 Sequenzierung
• 3.4 Statistik
• 4 Ergebnisse und Diskussion
• 4.1 Untersuchungen der Extraktionslösung
• 4.1.1 Aerobe Keimzahlbestimmung der Steine
• 4.1.2 DGGE der Extraktionslösung
• 4.2 Untersuchungen von anaeroben Mischkulturen
• 4.2.1 Methanmessung im Headspace der anaeroben Mischkulturen
• 4.3 Untersuchungen von aeroben Mischkulturen
• 4.3.1 pH-Wert in aeroben Mischkulturen
• 4.3.2 Konzentrationen organischer Säuren in aeroben Mischkulturen
• 4.3.3 Konzentrationen von Fettsäuren in aeroben Mischkulturen
• 4.4 Untersuchungen an aeroben Reinkulturen
• 4.4.1 Phänotypische Unterscheidung der Reinkulturen
• 4.4.2 pH-Wert von aeroben Reinkulturen
• 4.4.3 Mikrobielles Wachstum von aeroben Reinkulturen
• 4.4.4 Konzentrationen organischer Säuren in aeroben Reinkulturen
• 4.4.5 Konzentrationen von Fettsäuren in aeroben Reinkulturen
• 4.4.6 Auswirkungen unterschiedlicher Temperaturen auf aerobe Reinkulturen
• 4.4.7 Auswirkung unterschiedlicher Nährmedien Konzentrationen auf aerobe Reinkulturen
• 4.4.8 Ergebnisse der Sequenzierung der PCR Produkte
• 5 Synopsis und Ausblick
• 6 Literaturverzeichnis
• 7 Danksagung
• 8 Anhang

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die Masterarbeit befasst sich mit dem Einfluss der Meereshöhe auf die lithobiontische Mikrobiota in der alpinen und nivalen Höhenstufe am Beispiel des Schrankogel. Ziel der Arbeit ist es, die mikrobielle Diversität und Zusammensetzung in Abhängigkeit von der Höhe zu untersuchen und die Auswirkungen auf die Gesteinsverwitterung und Bodenbildung zu analysieren.

• Untersuchung der mikrobiellen Diversität und Zusammensetzung in verschiedenen Höhenstufen
• Analyse der Auswirkungen der Meereshöhe auf die mikrobielle Aktivität und Stoffumsetzung
• Beurteilung des Einflusses der Mikroorganismen auf die Gesteinsverwitterung und Bodenbildung
• Identifizierung von Schlüsselarten und deren Rolle im Ökosystem
• Entwicklung von Strategien zur Bewältigung der Herausforderungen des Klimawandels in alpinen Ökosystemen

Zusammenfassung der Kapitel

Die Einleitung stellt die Bedeutung von Mikroorganismen im Hochgebirge und deren Rolle bei der Gesteinsverwitterung und Bodenbildung dar. Die Zielsetzung der Arbeit wird definiert und die verwendeten Methoden werden vorgestellt. Die Ergebnisse der Untersuchungen an der Extraktionslösung, anaeroben Mischkulturen, aeroben Mischkulturen und aeroben Reinkulturen werden detailliert beschrieben und diskutiert. Die Arbeit endet mit einer Zusammenfassung der wichtigsten Ergebnisse und einem Ausblick auf zukünftige Forschungsarbeiten.

Schlüsselwörter

Die Schlüsselwörter und Schwerpunktthemen des Textes umfassen die lithobiontische Mikrobiota, die alpine und nivale Höhenstufe, den Schrankogel, die mikrobielle Diversität, die Gesteinsverwitterung, die Bodenbildung, die Auswirkungen der Meereshöhe, die Kulturmethoden, die High-performance liquid chromatography (HPLC), die Fatty acid methyl ester (FAME) Analyse, die denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) und die Sequenzierung.

Häufig gestellte Fragen

Was wurde am Schrankogel untersucht?

Es wurde der Einfluss der Meereshöhe auf die Mikroorganismen (lithobiontische Mikrobiota) untersucht, die auf Gesteinen in alpinen und nivalen Höhenstufen leben.

Welche Methoden kamen zur Analyse der Diversität zum Einsatz?

Zum Einsatz kamen unter anderem DGGE (Denaturing Gradient Gel Electrophoresis), HPLC und FAME-Analysen (Fettsäure-Muster).

Ab welcher Höhe verändert sich die bakterielle Gemeinschaft deutlich?

Die DGGE-Analyse zeigte einen signifikanten Wechsel der bakteriellen Gemeinschaften bei etwa 3000 Metern Meereshöhe.

Welche Rolle spielen Pseudomonaden in dieser Umgebung?

Pseudomonaden konnten in allen Höhenstufen nachgewiesen werden, was auf ein ubiquitäres (überall vorkommendes) Vorkommen auf den Steinen schließen lässt.

Sind die Mikroorganismen an die Kälte angepasst?

Ja, die Mehrheit der Reinkulturen wuchs bei 10° C besser als bei 20° C, was auf einen hohen Anteil psychrophiler (kälteliebender) Mikroorganismen hinweist.

Was bedeutet die Zunahme von R-Strategen mit der Höhe?

Es deutet darauf hin, dass Mikroorganismen in extremeren Höhenlagen Strategien zur schnellen Besiedlung und Vermehrung unter instabilen Bedingungen bevorzugen.