Von der Einzelart im Labor zu einer ökosystemaren Betrachtung von Stressoreffekten im Freiland

In der klassischen ökotoxikologischen Forschung werden Antworten einzelner Arten auf einzelne Stressoren betrachten. Aus den Toleranzen werden zum Beispiel Schwellenwerte für spezifische Chemikalien wie Pestizide oder Nährstoffe bestimmt. Zunehmend wird allerdings klar, dass die Antworten von Arten auf einen Stressor vom spezifischen abiotischen und biotischen Kontext abhängig sind. Ein Stressor alleine kann eine bestimmte Antwort eines Organismus hervorrufen (z.B. Flucht, physiologische Stressantwort). Wird der Organismus simultan einem weiteren Stressor ausgesetzt, wie z.B. erhöhter Temperatur, so kann dieser auch die Stressantwort des ersten Stressors modulieren. Dadurch kann die Kombinationswirkung zweier Stressoren im Vergleich zu den erwarteten additiven Effekten stärker (synergistisch) oder schwächer (antagonistisch) wirken.

Schematische Stressorantworten

Inwiefern die Stressorantworten zudem abhängig von biotischen Interaktionen sind, ist kaum untersucht.

In unserer Arbeitsgruppe, gemeinsam mit unseren Kooperationspartnern und Kolleginnen und Kollegen der Fakultät für Biologie nutzen wir innovative Freilandexperimente, um die Effekte multipler Stressoren auf Arten, Gemeinschaften sowie Ökosystemfunktionen zu untersuchen.

Publikationen:

Beermann, Arne J., Elbrecht, V., Karnatz, S., Ma, L., Matthaei, C.D., Piggott, J.J., Leese, F., 2018a. Multiple-stressor effects on stream macroinvertebrate communities: A mesocosm experiment manipulating salinity, fine sediment and flow velocity. Science of The Total Environment 610–611, 961–971. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.08.084

Beermann, A. J., Elbrecht, V., Karnatz, S., Ma, L., Matthaei, C.D., Piggott, J.J., Leese, F., 2018. Multiple-stressor effects on stream macroinvertebrate communities: A mesocosm experiment manipulating salinity, fine sediment and flow velocity. Science of The Total Environment 610, 961–971.

Beermann, A.J., Werner, M.-T., Elbrecht, V., Zizka, V.M.A., Leese, F., 2021. DNA metabarcoding improves the detection of multiple stressor responses of stream invertebrates to increased salinity, fine sediment deposition and reduced flow velocity. Science of The Total Environment 750, 141969. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.141969

Beermann, Arne J., Zizka, V.M.A., Elbrecht, V., Baranov, V., Leese, F., 2018b. DNA metabarcoding reveals the complex and hidden responses of chironomids to multiple stressors. Environmental Sciences Europe 30, 26. https://doi.org/10.1186/s12302-018-0157-x

Elbrecht, V., Beermann, A.J., Goessler, G., Neumann, J., Tollrian, R., Wagner, R., Wlecklik, A., Piggott, J.J., Matthaei, C.D., Leese, F., 2016. Multiple‐stressor effects on stream invertebrates: a mesocosm experiment manipulating nutrients, fine sediment and flow velocity. Freshwater Biology 61, 362–375.