DZMB

Die Mitarbeiter*innen des DZMB betreuen Forschungsexpeditionen personell, logistisch und wissenschaftlich für eigene und Kooperationsprojekte national und international.

Vergangene Forschungexpeditionen in 2024:

• Nordsee mit FK „Senckenberg“ Zooplakton

• Nordsee mit FK „Senckenberg“ HUSAWA

• Nordsee mit FK „Senckenberg“ MGF-Nordsee (Frühjahr)

• Nordsee mit FK „Senckenberg“ Fishnet 9

• Nordsee mit FK „Senckenberg“  iSeal

• Nordatlantik mit FS „Polarstern“ PS143-1 „FRAM“

• Nordsee mit FK „Senckenberg“ MGF-Nordsee (Sommer)

• Indischer Ozean mit FS „SONNE“ SO306 „COWIO“

• Ostsee mit FS „ELISABETH MANN BORGESE“ EMB342 MGF-Ostsee

• Ostsee mit FS „ELISABETH MANN BORGESE“ EMB345 MGF-Ostsee

• Nordsee mit FK „Senckenberg“ MGF-Nordsee

• Nordsee mit FK „Senckenberg“ Fishnet 10

• Nordsee mit FK „Senckenberg“ MGF-Nordsee (Herbst)

• Atlantik mit FS „METEOR“ M205 „RUBBLE“

Als technische Assistenten des DZMB sind wir für die umfangreiche Planung und Organisation von Forschungsfahrten zuständig. Dazu gehört sowohl die technische als auch die logistische Vorbereitung:

•  Organisation und Beschaffung von Expeditionszubehör
• Wartung und Einsatz von Großgeräten zur Probenahme an Bord
• Koordination der Containerverschiffung
• Versand von Expeditionsausrüstung

Außerdem nehmen wir regelmäßig an zahlreichen Expeditionen teil, u. a. sind wir auf dem hauseigenen Forschungskutter, der „Senckenberg“, oder auf größeren Forschungsschiffen wie der „Meteor“ oder  „Sonne“ unterwegs. An Bord unterstützen wir die Wissenschaftler bei zahlreichen Aufgaben:

•  Einsatz der Großgeräte zur Probenahme
•  Fixierung und Kennzeichnung des Probenmaterials
• Weitere Aufarbeitung der Proben im Labor, wie z. B. Sortieren von Proben, u. a. unter dem Binokular, taxonomische Bestimmung, genetische Analysen etc.

Berichte von vergangenen und aktuellen Forschungsfahrten findet man unter http://www.deepsea-research.org/.

Ein wesentlicher Teil unserer Arbeit besteht in der Bearbeitung von marinem Probenmaterial:

• Schlämmen, Dekantieren und Zentrifugieren der einzelnen Proben
• Auslesen und Vorsortieren der aufbereiteten Proben nach Taxa unter dem Binokular (z. B. Meiofauna und Makrofauna)
• Weiterbestimmung ausgewählter Tiergruppen auf Familienniveau (z.B. Polychaeta, Isopoda und Amphipoda)
• Kultivierung von Lebendproben (z. B. Dinoflagellaten und Cnidaria)
• Herstellung von Dauerpräparaten
•  Vorbereitung der aufgearbeiteten Proben zur genetischen Analyse

…und in der Verwaltung:

• Objektdokumentation (Fotografie)
• Aufbau und Pflege von Datenbanken
• Weiterleitung der jeweiligen Tiergruppen an Wissenschaftler
• Literaturrecherchen

Bearbeitung der (Gewebe-) Proben im Extraktionslabor und der DNA – Extrakte im PCR – Labor:

• DNA – Extraktion ( 96-well-plates )
• PCR ( Polymerase – Kettenreaktion )

Kontrolle der DNA – Extrakte oder PCR – Produkte auf positiven DNA – Gehalt:

• Gelelektrophorese und Geldokumentation
• Versand der DNA – Extrakte und/oder PCR – Produkte zur Sequenzierung

Die Identifizierung mariner Arten repräsentiert eine essentielle Komponente für Biodiversitätsstudien und der Planung von Schutzmaßnahmen.

Das Ziel der Forschungsgruppe „Molekulare Taxonomie mariner Organismen“, finanziert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) als auch dem Land Niedersachsen, ist die Entwicklung molekularer Methoden für die Identifizierung der marinen Fauna (Metazoa) der Nordsee.

Einen Schwerpunkt bildet der Aufbau von Sequenzbibliotheken, in denen DNA Barcodes (COI) sowie ergänzende nukleare Marker Eingang finden und zur sicheren Artidentifizierung genutzt werden können. Weiterhin werden „next generation“ – Sequenziergeräte zur Analyse von Umweltproben vewendet als auch verschiedene molekulargenetische Schnelltests zur spezifischen Identifizierung ausgewählter Arten entwickelt.

SEM:

•  Chemische Fixierung von Zellen und Organismen
•  Ethanol-Entwässerung
•  Chemische Trocknung von Zellen
•  Beschichtung der Präparate mit Gold-Palladium

Am SEM lassen sich feinste Oberflächenstrukturen von Zellen, Geweben und Organismen darstellen und dokumentieren.

TEM:

•  Chemische Fixierung und Nachfixierung von Zellen und Organismen
•  Aceton-Entwässerung
•  Einbettung in Kunstharz
•  Anfertigung von Ultradünnschnitten (Ultramikrotomie)

Nach der Kontrastierung mit Schwermetallen (Pb, U) können die ultradünnen Gewebeschnitte am TEM untersucht werden. Die Ergebnisse geben Aufschluss über die Anatomie und Ultrastruktur von Organen, Zellen und Zellorganellen.

• Bestellung von Verbrauchsmaterialien und Geräten
• Betreuung von Praktikanten (Studenten, Auszubildende und Schüler)
• Einweisungen von studentischen Hilfskräften, Diplomanden, Doktoranden sowie Gastforschern in die Probenbearbeitung
• Vorbereitung von Workshops und Kursen

Das Unternehmen biome-id wurde 2017 gegründet und ist ein Spin-Off des DZMB.

Weitere Informationen erhalten auf der Homepage des Unternehmens.

Kontakt: tknebelsberger@senckenberg.de

Kurzform: AT

Der Agassiz-Trawl, benannt nach seinem Erfinder, ist ein Grundschleppnetz und dient dem Fang großer Meereosorganismen, der sogenannten „Megafauna“.

Häufig gefangene Vertreter dieser Organismengruppe sind beispielsweise Krebse (Garnelen, Krabben), Stachelhäuter (Seesterne, Seegurken), Weichtiere (Schnecken, Muscheln, Kopffüßer) sowie bodenlebende Fische.

Das am DZMB vorhandene Gerät besteht aus einer großen Querstange, dem „Baum“, an dessen Enden je eine tropfenförmige Kufe befestigt ist. Dieses Gestell trägt ein weitmaschiges Netz, das an seiner Öffnung oben und unten mit schweren Ketten bewehrt ist.

Die Ketten verwirbeln den Meeresboden und scheuchen so die Bodenfauna auf, die dann vom hinübergleitenden Netz gefangen wird. Aufgrund seiner Konstruktion und im Unterschied zu anderen Grundschleppnetzen (Baumkurre, Epibenthosschlitten) ist es beim Agassiz-Trawl gleichgültig, ob er mit seiner Ober- oder Unterseite auf dem Sediment „landet“; die Fängigkeit ist stets gewährleistet. Dadurch wird vermieden, dass er erfolglos über den Meeresgrund geschleppt wird – in Zeiten der Zeitersparnis von großer Bedeutung.

Die physikalische Anatomie des Ozeans wird mit Hilfe der CTD-Sonde untersucht.
Nicht nur die Anzahl und Art gefangener Tiere geben Aufschluss über die Zusammenhänge im Lebensraum Tiefsee, sondern auch die sogenannten abiotischen Parameter.
Zu den wichtigsten gehören die Salinität (Salzgehalt) innerhalb der verschiedenen Wassertiefen und der Temperaturverlauf.

Beide haben nicht nur einen Einfluss auf die Lebensvielfalt in der Tiefsee, sondern geben auch Aufschluss über die Herkunft der verschiedenen Wasserschichten.
In den verschiedenen Wasserschichten läuft auch der Schall mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Tiefenmessungen werden im Schallreflektionsverfahren durchgeführt. Um eine exakte Wassertiefe zu berechnen, ist es nötig, Kenntnis über die unterschiedlichen Schallgeschwindigkeiten zu haben.

Diese Daten werden ebenfalls mit der CTD-Sonde erfasst und dienen als Kalibrierung für das Hydrosweep-System, dass ein genaues Tiefenprofil des Meeresbodens erstellt. Daraus werden später die Karten des beprobten Gebietes erzeugt.
Eine weitere Messgröße der Sonde ist der Wasserdruck, aus dem man die Wassertiefe entnimmt. Der Titankorpus dieses Modells ist für 7.000 dezibar ausgelegt, was in etwa der gleichen Anzahl an Metern Wassertiefe entspricht.

Kurzform: GKGEin Gerät zum Sammeln von „Macrofauna“ (1,0-100mm)Der GKG oder „Großkastengreifer“ dient, wie seine Verwandten MUC und MIC, der Entnahme von Sediment vom Meeresgrund.Mit Hilfe des GKG werden aber größere Organismen (bis etwa 10cm) gesammelt, die v.a. im Sediment leben.

Der 50x50x70cm große Kasten dringt beim Aufsetzen des Geräts auf Grund tief in das Substrat ein.

Beim anschließenden „Hieven“, dem Emporholen des GKG, wird der Kasten unten und oben fest verschlossen. Das Sediment wird an Bord nach Krebsen, Muscheln, Schnecken, „Würmern“ und anderen mittelgroßen Tieren durchsucht.

Kurzform: MUC

Ein Gerät zum Sammeln von „Meiofauna“ (0,03–1,0mm)Der MUC oder „Multicorer“ ist ein Gerät zur Entnahme von ungestörten Sedimentproben.Zwölf Plexiglasrohre (engl. „cores“, „Kerne“) dringen in das Sediment ein. Beim Emporholen des Geräts, dem „Hieven“, wird ein Mechanismus ausgelöst, der die Rohre oben und unten dicht verschließt. So werden das entnommene Substrat sowie das darüber liegende Wasser ohne jede Verwirbelung ungestört an Bord des Forschungsschiffes geholt.

Auf diese Weise ist es möglich, selbst kleinste Organismen (Ruderfuß-, Muschel- und andere Kleinkrebse, „Würmer“, Milben u.a.) zu fangen und zu untersuchen.

Kurzform: MIC

Ein Gerät zum Sammeln von „Meiofauna“ (0,03–1,0mm)

Der MIC oder „Minicorer“ ist der „kleine Bruder“ des „Multicorers (MUC)“. Auch er liefert ungestörte Sedimentproben, die vor allem nach besonders kleinen (<1mm) Tieren durchsucht werden.

Mit nur vier anstelle von 12 Rohren ausgestattet, erbringt er zwar weniger Material, ist dafür aber aufgrund seiner geringeren Größe gerade von Forschungskuttern aus hervorragend einsetzbar.

Das Planktonnetz dient zur qualitativen Erfassung des marinen Planktons, also derjenigen Organismen, die in der Wassersäule treiben.

Ein Netz mit Maschenweiten zwischen 200 und 500µm  wird an einem ringförmigen Rahmen befestigt. Am Ende befindet sich der sogenannte „Netzbecher“, der alle Organismen, die mit dem Netz gesammelt werden, auffängt.
Man kann das Netz für Horizontal- und Vertikalhols einsetzen. Bei einem Horizontalhol wird es dicht unter der Wasseroberfläche neben dem Schiff bei langsamer Geschwindigkeit etwa 10 Minuten geschleppt.

So fängt man jene Organismen, die direkt an der Wasseroberfläche treiben. Für Vertikalhols ist es notwendig, dass das Schiff steht. Das Netz wird dann mehrmals in die gewünschte Tiefe hinabgelassen und wieder emporgeholt. Auf diese Weise kann man auch Plankton aus tieferen Wasserschichten sammeln. Für die unterschiedlichen Fragestellungen gibt es Planktonnetze verschiedenster Bauart.

Kurzform: EBS

Der Epibenthosschlitten (EBS) wurde speziell zum Fang mittelgroßer „Ranzenkrebse“ (Peracarida) entwickelt.

Einige Vertreter dieser, im wesentlichen der Macrofauna zugerechneten Tiere (z.B. Asseln, Scherenasseln, Floh- und Schlickkrebse) leben direkt am Meeresboden, andere wiederum (z.B. Schwebgarnelen) in der Wassersäule knapp darüber. Damit diese Organismen gefangen werden können, ist der EBS mit zwei Netzen ausgerüstet, einem kleinmaschigen (300µm) „Epinetz“ dicht über Grund, und einem mit größeren Maschen (500µm) versehenen „Supranetz“ darüber.

Beide Netze münden, ähnlich wie beim Planktonnetz, in je einen Netzbecher, der die gefangenen Organismen sammelt. Die EBS des DZMB wurden an der Ruhr-Universität Bochum entwickelt. Sie landen nicht auf Kufen, sondern auf einer Bodenplatte. Diese beinhaltet einen herabhängenden Hebel, der beim Auftreffen auf den Meeresboden nach oben in die Bodenplatte gedrückt wird und so die Netze öffnet. Verlässt ein EBS den Meeresboden wieder, sackt der Hebel in seine Ausgangsposition zurück und schließt die Netze wieder. So ist gewährleistet, dass nur Organismen des Meeresbodens und nicht der Wassersäule gefangen werden.

Die Tiefseekamera ist in einem 30 kg schweren Titanium Druckgehäuse mit einem Glasdom untergebracht. Sie ist dafür ausgelegt den Wasserdruck von 500 bar auf dem Meeresboden in 5000 m Tiefe zu widerstehen.

Die Tiefseekamera ermöglicht es uns einen Blick auf den Meeresboden zu werfen und einen Eindruck von der Beschaffenheit des Sediments und der Menge der dort lebenden Tiere zu bekommen.

Während die Kamera durch die Wassersäule auf den Tiefseeboden zusteuert, sehen wir eine Menge so genannten Marine Snow (organisches Material, das von der photischen Zone in die Tiefe sinkt). Es schwimmen aber auch viele kleine Crustaceen vorbei.

Der Tiefseeboden scheint auf den ersten Blick frei von tierischem Leben zu sein. Aber die kleinsten Lebewesen des Meeresbodens sind sehr zahlreich.

Manchmal schwimmt ein transparenter Chaetognath ins Licht, oder Fische und kleine pinkfarbene und sehr große lilafarbene Seegurken kommen ins Blickfeld. Lebensspuren (Kriechspuren von Tieren) sind zu sehen und ein Gigantocypris (ein sehr großer Ostracode) mit seinen beiden Schatten, die durch die starken Lampen der Kamera erzeugt werden.

Wenn die Kamera wieder abhebt, sehen wir wie weich der Tiefseeboden ist. Das extrem weiche und schlammige Sediment wird aufgewirbelt.