300552 VO Physiologie und Ökologie von Cyanobakterien (2015W)

Es gibt auf der Erde praktisch keinen Lebensraum, der nicht von Cyanobakterien (Blaualgen) besiedelbar wäre. Man findet diese Gruppe der Bakterien im Süß- und im Salzwasser, in heißen Quellen, auf Felsen, im Boden usw. Cyanobakterien dominieren Lebensräume, zum Beispiel in Aufwuchsgesellschaften auf Steinen an Meeresküsten oder in der Freiwasserzone limnischer oder mariner Gewässer. Diese sehr große Verbreitung wird durch eine außerordentliche physiologische und metabolische Vielfalt ermöglicht, die sich unter anderem in einer besonderen Diversität in der Produktion von Naturstoffen widerspiegelt. Diese Vorlesung soll einen Einblick in die physiologische Vielfalt von Cyanobakterien geben, und die ökologische Bedeutung der physiologischen Anpassungen aufzeigen. Die Rolle der Cyanobakterien als Naturstoffproduzenten und die Bedeutung für den Menschen wird gesondert betrachtet.
1) Allgemeine Merkmale von Cyanobakterien (Morphologie, Zellbau, Fortbewegung, Pigmente, Gasvakuolen, Reservestoffe, Akineten, Hormogonien, Heterozyten, taxonomische und phylogenetische Einteilung)
2) Lebensformen, planktisch, benthisch, epilithisch und physiologische Anpassungen (Gasvakuolen, Koloniebildung, vertikale Einschichtung in der Wassersäule, Fraßresistenz, Wachstumsraten, Energiebilanz des Stoffwechsels, Nährstoffkonkurrenz, Nährstoffspeicherung)
3) Bioaktive Naturstoffe (Alkaloide, Peptide, Synthesewege, Fraßschutz, Allelopathie, Rolle der Toxine im Nahrungsnetz, Beeinträchtigung der Wasserqualität, Transport der Toxine über die Nahrungskette, pharmakologische Relevanz)
4) N-Fixierung (Nitrogenase, Physiologie der Heterozytenbildung, N- Fixierung ohne Heterozyten, Ökologie der N-Fixierung)
5) Pigmente bei Cyanobakterien und die Besiedlung extremer Lebensräume, Lichtschutzpigmente (Scytonemin, Mycosporinähnliche Aminosäuren), Carotenoide (inkl. Biosynthese), Phycobiline, Anpassung an extreme chemische (H2S, Schwermetalle) und extreme physikalische Bedingungen
6) Extrazelluläre Polysaccharide bei Cyanobakterien (chemische Zusammensetzung, Schutzfunktion (Phagen, Austrocknung, Aufnahme oder Ausschluss von Metallen, Fraßschutz), technische Anwendungen
7) Cyanobakterien in Ökosystemen (Anteil an der Primärproduktion, Erstbesiedelung von Lebensräumen (inklusive frühe Erdgeschichte), Cyanobakterien als Architekten, Cyanobakterien als Nahrung für Tier und Mensch, N-Fixierung, Algenblüten), Vergesellschaftungen von Cyanobakterien in Lebensräumen, Biogeographie