4 Material und Umwelt
Filtern
Dokumenttyp
- Zeitschriftenartikel (23)
- Vortrag (5)
- Buchkapitel (2)
- Posterpräsentation (2)
- Beitrag zu einem Tagungsband (1)
- Forschungsdatensatz (1)
Schlagworte
- Black fungi (6)
- Knufia petricola (4)
- Biofilm (3)
- Genetics (3)
- Microcolonial fungi (3)
- Bacteria (2)
- Bio-weathering (2)
- Biodeterioration (2)
- Biofilms (2)
- Biogenic weathering (2)
Organisationseinheit der BAM
- 4 Material und Umwelt (34)
- 4.0 Abteilungsleitung und andere (33)
- 6 Materialchemie (6)
- 6.1 Oberflächen- und Dünnschichtanalyse (5)
- 4.1 Biologische Materialschädigung und Referenzorganismen (3)
- 4.2 Material-Mikrobiom Wechselwirkungen (3)
- 5 Werkstofftechnik (2)
- 5.4 Multimateriale Fertigungsprozesse (2)
- 1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien (1)
- 1.7 Organische Spuren- und Lebensmittelanalytik (1)
Paper des Monats
- ja (1)
Eingeladener Vortrag
- nein (5)
The roles extracellular polymeric substances (EPS) play in mineral attachment and weathering were studied using genetically modified biofilms of the rock-inhabiting fungus Knufia petricola strain A95. Mutants deficient in melanin and/or carotenoid synthesis were grown as air-exposed biofilms. Extracted EPS were quantified and characterised using a combination of analytical techniques. The absence of melanin affected the quantity and composition of the produced EPS: mutants no longer able to form melanin synthesised more EPS containing fewer pullulan-related glycosidic linkages. Moreover, the melanin-producing strains attached more strongly to the mineral olivine and dissolved it at a higher rate. We hypothesise that the pullulan-related linkages, with their known adhesion functionality, enable fungal attachment and weathering. The released phenolic intermediates of melanin synthesis in the Δsdh1 mutant might play a role similar to Fe-chelating siderophores, driving olivine dissolution even further. These data demonstrate the need for careful compositional and quantitative analyses of biofilm-created microenvironments.
Stress is a normal part of life for fungi, which can survive in environments considered inhospitable or hostile for other organisms. Due to the ability of fungi to respond to, survive in, and transform the environment, even under severe stresses, many researchers are exploring the mechanisms that enable fungi to adapt to stress. The International Symposium on Fungal Stress (ISFUS) brings together leading scientists from around the world who research fungal stress. This article discusses presentations given at the third ISFUS, held in Sao Jose dos Campos, Sao Paulo, Brazil in 2019, thereby summarizing the state-of-the-art knowledge on fungal stress, a field that includes microbiology, agriculture, ecology, biotechnology, medicine, and astrobiology.
Drei grundlegend verschiedene Ansätze für Umweltsimulation werden an Beispielen illustriert:
(i) Ganzheitlicher Ansatz - Nachstellen von Umweltmilieus im Labor
Ziel ist hier das Nachstellen von (kombinierten) Umweltbedingungen im Labor; die Umweltparameter werden mit all ihren Wechselwirkungen aufgebracht.
Hauptnutzen ist eine gegenüber der natürlichen Beanspruchung erhöhte Reproduzierbarkeit der Umweltbedingungen. Hat man sein Laborsetup entwickelt, ist es auf verschiedene Materialien anwendbar.
Unter solchen Laborbedingungen ermittelte Lebensdauern sind dabei nicht auf die typischerweise sehr variablen Real-Umweltbedingungen übertragbar.
(ii) Parametrisierter Ansatz - Ermittlung einzelner Materialempfindlichkeiten
Hierbei werden im Labor die Wirkungen separater Umweltparameter auf Materialien nachgestellt. Für eine solche Separation der Einflussfaktoren ist insbesondere die Aufschlüsselung möglicher Wechselwirkungen der Umwelt-parameter (z.B. Mikroklima an bestrahlten Oberflächen) erforderlich. Einzelne (meist Alterungs-) Empfindlichkeiten können qualitativ nachgewiesen werden oder sogar – als Beanspruchungs-Wirkungs-Funktionen – quantifiziert werden, was einen wesentlichen Schritt in Richtung der Digitalisierung der Material¬prüfung darstellt. Insbesondere ist dann auch eine Lebensdauer-vorhersage für vorgegebene Zeitreihen der Beanspruchungs¬parameter umsetzbar.
(iii) Rückwirkungen auf die Umwelt
Umweltbeanspruchungen können zur Freisetzung von Schadstoffen in die Umwelt führen. Durch die Nachstellung kritischer, aber realitätsnaher Einsatzszenarien kann die Menge an freigesetzten Substanzen abgeschätzt werden.
Egal, welcher Ansatz verfolgt wird – ein Vergleich mit der oder einer Real-beanspruchung ist unerlässlich, ebenso wie die Messdatenaufzeichnung (data logging) aller potenziell relevanten Beanspruchungsparameter während dieser Realbeanspruchung.
Obwohl die naturnahe Umwelt – sowohl in der BAM als auch bei der GUS – gegenüber der technischen Umwelt eher untergeordnet auftritt, werden zur Illustration Beispiele aus der naturnahen Umwelt verwendet.
Nutrient acquisition strategies of plants regulate water flow and mass transport within ecosystems, shaping earth surface processes. Understanding plant strategies under current conditions is important to assess and predict responses of natural ecosystems to future climate and environmental changes. Nitrogen (N) and potassium (K) (re-)utilization from topsoil and their acquisition from subsoil and saprolite were evaluated in a continental transect, encompassing three study sites – an arid shrubland, a mediterranean woodland, and a temperate rainforest – on similar granitoid parent material in the Chilean Coastal Cordillera. The short-term (<1 year) plant N and K acquisition was traced with 15N and the K analogs rubidium and cesium. To do so, the tracers were either injected into topsoil, subsoil, or saprolite, in the immediate vicinity of eight individual plants per study site and injection depth. The long-term (>decades) K uplift by plants was investigated by the vertical distribution of exchangeable K+ and Na+. Recoveries of 15N and K analogs by arid shrubland plants were similar from topsoil, subsoil, and saprolite. Mediterranean woodland shrubs recovered the tracers primarily from topsoil (i.e., 89 % of recovered 15N and 84 % of recovered K analogs). Forest plants recovered the tracers from topsoil (15N = 49 %, K analogs = 57 %) and partially from greater depth: 38 % of recovered 15N and 43 % of recovered K analogs were acquired from subsoil and saprolite, respectively. Low nutrient accessibility in the topsoil (e.g., because of frequent droughts) drives shrubland plants to expand their N and K uptake to deeper and moister soil and saprolite. Woodland and forest plants dominantly recycled nutrients from topsoil. In the forest, this strategy was complemented by short-term uplift of N and K from depth. The vertical distribution of exchangeable K indicated long-term uplift of K by roots in all three sites. This highlighted that long-term K uplift from depth complements the nutrient budget across the continental transect.