Are stream biofilms a prime site for priming

Fluss Okosysteme zeichnen sich durch hohe biogeochemische Aktivitat aus, was zu ansteigendem CO2 Ausstos an die Atmosphare fuhrt. Es wurde prognostiziert, dass der Klimawandel zu erhohtem Transport von terrestrischem Kohlenstoff in Inlandgewasser fuhrt, was wiederum vermehrte Treibhaus-Gas-Emission aus Flussen an die Atmosphare zur Folge hat und somit die globale Erderwarmung fordert. Deshalb ist es wichtig zu erforschen wie dieser terrestrische Kohlenstoff in Flussen durch mikrobielle Gemeinschaften abgebaut wird. Es wird generell angenommen, dass terrestrischer Kohlenstoff eine geringe Bioverfugbarkeit aufweist. Studien in Boden haben jedoch gezeigt, dass das Vorhandensein von labilen Kohlenstoffverbindungen die Mineralisation von refraktarem Kohlenstoff durch den sogenannte Priming-Effekt fordern kann. In Fluss-Biofilmen, welches die vorherrschende Form von mikrobiellem Leben in Flussen darstellt, koexistieren phototrophe und heterotrophe Mikroorganismen in unmittelbarer Nahe zueinander. Die Freisetzung von photosynthetisch hergestellten, labilen Kohlenstoffverbindungen konnte daher den Abbau von refraktarem, terrestrischem Kohlenstoff durch Priming anregen und in Folge zu erhohter CO2 Emission aus Flussen beitragen. Meine Doktoratsarbeit hat sich mit der Erforschung von Priming-Effekten in benthischen und hyporheischen Flussbiofilmen beschaftigt, da Priming ein potentiell wichtiger Mechanismus zum Abbau von terrestrischem Kohlenstoff in Flussen sein konnte. Meine Forschungsarbeit mit Fluss-Biofilm-Gemeinschaft konnte Priming nicht als wichtigen Mechanismus zum Abbau von terrestrischem Kohlenstoff in Fluss-Okosystemen bestatigen. Die Energie, die aus dem Abbau von labilem Kohlenstoff gewonnen wurde, wurde nicht fur die Synthese von extrazellularen Enzymen und den nachfolgenden Abbau von refraktarem Kohlenstoff durch die Biofilm-Gemeinschaft genutzt. Dies zeigt, dass Ko-Metabolismus Strategien in diesen Biofilmen nicht von Bedeutung waren. Die Absenz von Priming konnte durch den bevorzugten Abbau von labilem Kohlenstoff gegenuber refraktarem Kohlenstoff durch die mikrobielle Gemeinschaft erklart werden. Andererseits konnte ich jedoch Effekte von labilem und refraktarem Kohlenstoff auf die Zusammensetzung und Funktion von Biofilmen zeigen, aber nicht auf deren Vielfalt. In hyporheischen Biofilmen hat refraktarer Kohlenstoff zu einer Veranderung der mikrobiellen Zusammensetzung gefuhrt, wobei labiler Kohlenstoff die Zusammensetzung nur kurzfristig beeinflusst hat. Beide Kohlenstoff-Quellen haben die Biofilm Funktion nicht beeinflusst, was auf eine funktionelle Redundanz der Gemeinschaft hinweist. Temporare Veranderungen in der Zusammensetzung der aktiven, hyporheischen Biofilm-Gemeinschaft war durch eine Veranderung der Funktion begleitet. In benthischen Biofilmen hatte Licht einen starken Einfluss auf Primarproduktion und phototrophe Kohlenstoff-Freisetzung, welches die Zusammensetzung des Kohlenstoffes, der fur heterotrophes Wachstum zur Verfugung stand, stark veranderte. Dies beeinflusste die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft und hatte ebenfalls einen starken Einfluss auf die Biofilm Funktion. Spezifische extrazellulare Enzym-Aktivitaten waren stark mit Nahrstoff-Abbau und mikrobieller Respiration korreliert, welches den Link zwischen der taxonomischen Biofilm-Zusammensetzung, deren Funktion und biogeochemischen Stoff-Flussen unterstreicht. Generell war die Biofilm Vielfalt nicht erhoht oder erniedrigt nach der Zugabe von labilem Kohlenstoff, jedoch zeigten hyporheische Biofilme eine weit hohere Vielfalt als benthische Biofilme. Dies konnte auf die Ressource-Gradienten in hyporheischen Biofilmen zuruck zu fuhren sein, welche eine erhohte Substrat-Spezialisierung der mikrobiellen Gemeinschaft und somit verminderte Konkurrenz um dieselben Kohlenstoffquellen zur Folge hatten. Zusammenfassend stimmen meine Forschungsergebnisse der minderen Bedeutung von Priming in hyporheischen und benthischen Biofilmen mit anderen Studien uberein, die Priming ebenfalls nicht als universell auftretenden Mechanismus in mikrobiellen Gemeinschaften in Inlandgewassern bestatigen konnten.