Biogeochemische Störungen des Ozeans durch Weichmacher

Mikroben sind die Motoren, die globale Nährstoffkreisläufe antreiben. Sie verfügen über Gene welche für wichtige Proteine/Enzyme kodieren die an der Umwandlung von Energie und Materie im Ozean beteiligt sind. Daher sind mikrobielle Aktivitäten/Funktionen grundlegend dafür, wie der Ozean funktioniert. Dies hat Auswirkungen auf Fischerei bis hin zum Klimawandel. Kunststoffe bestehen aus einem Basispolymer und verschiedenen Zusatzstoffen. Darunter befinden sich Weichmacher die dem Material funktionelle Eigenschaften verleihen. Während die Verschmutzung durch Kunststoffe Gegenstand zahlreicher wissenschaftlicher Forschungsanstrengungen war, wurde den spezifischen Wirkungen von Weichmachern weniger Aufmerksamkeit geschenkt. Weichmacher sind allgegenwärtig im oberen Ozean zu finden. Sie sind bioverfügbar und interagieren direkt mit Mikroorganismen der Basis der Nahrungsnetze in den Ozeanen und den Treibern der marinen biogeochemischen Kreisläufe. Dennoch ist wenig über die Fähigkeit mikrobieller Populationen bekannt, das Schicksal von Weichmachern und deren Auswirkungen auf mikrobielle Gemeinschaften zu modulieren. Dieser Vorschlag befasst sich mit dem grundlegenden, wenn auch unerforschten Problem der Auswirkungen von Kunststoffadditiven (Weichmachern) auf die mikrobielle Diversität, Aktivität und Ökosystemfunktion im Ozean. Drei Modellfamilien von Kunststoffadditiven: Organophosphatester-Flammschutzmittel und -Weichmacher, Phthalsäureester und Bisphenole werden als Modell für organische Schlüsselverunreinigungen ausgewählt, da sie in den letzten Jahrzehnten in großem Umfang als Weichmacher verwendet wurden. Obwohl anthropogene Störungen des Ozeans seit einigen Jahrzehnten bekannt sind, hinkt die Anwendung von Multi-Omic-Ansätzen zur spezifischen Prüfung der Auswirkung von Weichmachern allein oder in Kombination mit anderen klimatischen Stressoren hinterher. Daher werden wir die Verwendung von molekularen Multi-Omics- Werkzeugen und klassischen Stoffwechselmessungen kombinieren, um die Auswirkungen wichtiger mariner Weichmacher auf die phylogenetische und funktionelle Vielfalt von Mikroorganismen sowie auf ihre Ökosystemfunktionen zu entschlüsseln. Insgesamt wird die hier vorgeschlagene Forschung ein mechanistisches Verständnis der Ökologie und der biogeochemischen Kreisläufe liefern, die durch Weichmacher im gegenwärtigen und zukünftigen Ozean moduliert werden. Dies ist ein äußerst relevantes Thema, da Kunststoffe in modernen Gesellschaften weit verbreitet sind und Weichmacher wahrscheinlich einen größeren Einfluss auf Mikroben haben als die polymeren Massenbestandteile von Kunststoffen