Dissertation (Metadaten)
Titel (original):How animal-microbe interactions affect decomposition processes
(übersetzt):Wie tierlich-mikrobielle Interaktionen Dekompositionsprozesse beeinflussen
 
Autor:Malte Mews
 
URN:NBN:urn:nbn:de:gbv:8-diss-26382
 
Fakultät:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
DDC Sachgebiet:570 Biowissenschaften, Biologie
 
Datum der mdl. Prüfung:29.11.2007
 
Referent(in):PD Dr. Martin Zimmer
Korreferent(en) Korreferentin:Prof. Dr. Klaus Dierßen
 
Beschreibung (original):The study comprises investigations on the role of animal-microbe interactions in different systems. Experiments were carried out in the laboraory and in two field locations. Results from terrestrial and aquatic microcosm experiments under similar detritivore regimes using the same terrestrial leaf litter detritus were compared to results from a salt marsh,where aquatic and terrestrial conditions alternate, and to results from a cobble beach, receiving detritus of aquatic origin. I found invertebrate detritivores to exert significant impacts on the microbial community and its performance in the aquatic environment. Detritus processing and animal-microbe interactions were significantly different compared to the terrestrial environment. Traits of detritivores and detritus were less pronounced in the aquatic than in the terrestrial environment. Decomposition in the salt marsh system was dominated by terrestrial patterns of decomposition, while detritus of aquatic origin accelerated decomposition on the cobble beach. Compared to the decomposition of terrestrial detritus, detritus of aquatic origin decomposed at high rates both, with and without detritivores, but detritivores significantly accelerated decomposition. Additionally, I found effects of detritivore and litter species-richness to be weak or fleeting in aquatic, terrestrial and salt marsh decomposition processes. I conclude that decomposition and the role of invertebrate and microbial decomposers in decomposition is basically different in systems even when they receive the same energy source in the form of deciduous leaf litter. Decomposition in early stages is mediated through DOM in the aquatic and through POM in the terrestrial environment. The aquatic environment shapes the detritivorous feeding mode. Hence, differences in decomposition processes in aquatic and terrestrial systems can not exclusively be attributed to detritus quality: the aquatic environment itself shapes the process. Further, animal-microbial interactions appear to loose importance, when aquatic detritus of high nutritional value decomposes semi-terrestrially, since, due to the high quality, decomposition rates by detritivores and decay by leaching and microorganisms are by magnitudes faster than of terrestrial detritus in both, the aquatic and the terrestrial environment. Species-mixture effects, in general, appear to play a minor role in decomposition processes. However, I found litter-mixture effects to be mediated by detritivores and to influence microbial activity.
 
(übersetzt):Die Arbeit vereint Untersuchungen zur Rolle tierlich-mikrobieller Interaktionen in verschiedenen Systemen. Es wurden Experimente im Labor und in zwei Feldstationen durchgeführt. Die Ergebnisse aus einem Mikrokosmen-Versuch unter aquatischen und terrestrischen Bedingungen, bei gleichem Detritivoren-Regime und gleicher Laubstreu, wurden mit Ergebnissen aus Freilandversuchen in einem Salzwiesen- und einem Kiesstrand-Habitat verglichen. In meinen Untersuchungen zeigten die Detritivoren einen signifikanten Einfluss auf die aquatische mikrobielle Gemeinschaft und deren Aktivität. Die Abbauraten des Detritus und die tierlich-mikrobiellen Interaktionen waren signifikant verschieden im Vergleich zum terrestrischen Habitat. Charakteristika der Detritivoren und des Detritus waren im aquatischen Habitat schwächer ausgeprägt als im terrestrischen. Im Salzwiesen-Habitat zeigte der Dekompositionsprozess trotz häufiger Überflutung ein deutlich terrestrisches Muster. Qualitativ hochwertiger Detritus am hochdynamischen Kiesstrand wurde extrem schnell umgesetzt. Verglichen mit der Dekomposition terrestrischen Detritus, wurde Detritus aquatischen Ursprungs wesentlich schneller abgebaut; mit und auch ohne Einfluss detritivorer Tiere, die die Umsatzrate aber noch einmal signifikant steigerten. Bei diesen Untersuchungen fand ich außerdem im aquatischen, terrestrischen und im Salzwiesen-Habitat schwach ausgeprägte und kurzweilige Effekte der Artenzusammensetzung der Detritivoren und des Detritus. Ich schließe aus meinen Untersungen, dass die Dekomposition und die Rolle invertebrater und mikrobieller Destruenten in den Habitaten sich selbst bei Speisung aus der gleichen Energiequelle (Laubstreu) signifikant unterscheiden. Dekomposition im frühen Stadium wird im aquatischen System bevorzugt über den Weg gelöster organischer Materie verwirklicht, während im terrestrischen System die partikuläre organische Substanz direkt umgesetzt wird. Folglich können Unterschiede in aquatischer und terrestrischer Dekomposition nicht ausschließlich auf die Qualität des Detritus zurückgeführt werden; das Habitat selbst beeinflusst den Prozess. Des Weiteren scheinen tierlich-mikrobielle Interaktionen an Bedeutung zu verlieren, wenn hochwertiger aquatischer Detritus unter terrestrischen Bedingungen zersetzt wird. Der hohe Nährwert beschleunigt die Umsatzraten durch Detritivore und die Zersetzung durch physikalische Prozesse und mikrobielle Destruenten um ein Vielfaches, verglichen mit der Dekomposition terrestrischen Detritus in aquatischen und terrestrischen Habitaten. Effekte der Artenzusammensetzung scheinen eine untergeordnete Rolle im gesamten Prozess zu spielen. Ich konnte jedoch zeigen, dass solche, wenn auch geringen, Effekte in Streu-Gemischen durch den Einfluss detritivorer Tiere hervorgerufen werden.
 
Schlagworte:decomposition, leaf litter, detritivores, aquatic-terrestrial, animal-microbe, species richness, salt marsh, cobble beach, microcosms
Dekomposition, Laubstreu, aquatisch-terrestrisch, Artenzusammensetzung, Salzwiese, Strand
 
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