Abteilungen

Die Abteilung Biogeochemie unter der Leitung von Prof. Dr. Marcel Kuypers beschäftigt sich mit den mikrobiellen und geochemischen Prozessen, die die bioaktiven Stoffkreisläufe im Meer steuern. Mit Hilfe einer Vielzahl von Methoden aus der Geochemie, Mikrobiologie und Modellierung untersuchen die Forscher der Abteilung Biogeochemie, wie diese Prozesse funktionieren und sich global auswirken.

Sie wollen jene mikrobiell beeinflussten Vorgänge genau verstehen, die den Ozean und das Klima formen und unverzichtbar für Vorhersagen zukünftiger Veränderungen sind.

Forschungsgruppen:
Biogeochemie
Treibhausgase
Mikrobielle Physiologie

In der Abteilung Molekulare Ökologie wird unter der Leitung von Prof. Dr. Rudolf Amann in verschiedensten Ökosystemen geforscht – in benthischen Lebensräumen, von den permeablen Küstensedimenten bis zu den Hydrothermalquellen der Tiefsee, ebenso wie in pelagischen Gebieten, vom Schelf bis in den offenen Ozean.

Ein Schwerpunkt der Forschung liegt dabei auf der Nordsee und dem Wattenmeer.

Forschungsgruppen:   
Molekulare Ökologie  
Durchflusszytometrie  

Die Abteilung Symbiose unter der Leitung von Prof. Dr. Nicole Dubilier untersucht die Biologie und Ökologie der engen Verbindungen von Bakterien und Eukaryoten.

Der Schwer­punkt liegt auf ma­ri­nen In­ver­te­bra­ten, die in che­mo­syn­the­ti­schen Ha­bi­ta­ten wie den Hydro­ther­mal­quel­len, kal­ten Quel­len und den sul­fid­rei­chen Küs­ten­sedi­men­ten le­ben.

Forschungsgruppe:
Metabolische Interaktionen

In der Arbeitsgruppe Mikrosensoren werden unter der Leitung von Dr. Dirk de Beer elektrochemische und optische Mikro-Messfühler entwickelt. Diese erfassen in Sedimenten und anderen natürlichen Lebensgemeinschaften von Mikroorganismen (Biofilme, Mikrobenmatten) die räumliche Verteilung sowohl von Sauerstoff, Stickstoffverbindungen, Schwefelwasserstoff und anderen Substanzen als auch die von Licht – und das mit einer hohen räumlichen Auflösung im Mikromaßstab von 0,01 bis 0,1 Millimeter.

Die Haupt­the­men sind die Re­gu­la­ti­on der Kreis­läu­fe von Sau­er­stoff, Schwe­fel und Koh­len­stoff durch die vor­ran­gi­gen mi­kro­bi­el­len Pro­zes­se.

Die Max-Planck-Forschungsgruppe Mikrobielle Metabolismen unter der Leitung von Tristan Wagner will auf molekularer Ebene verstehen, wie Methanogene in extremen Umgebungen überleben und wachsen. Wie erzeugen sie so effizient Methan aus verschiedenen Kohlenstoffquellen? Wie wandeln sie Mineralien in die elementaren Bausteine des Lebens um? Und wie schützen sie sich gegen Belastungen aus ihrer natürlichen Umgebung?

Die Max-Planck-Forschungsgruppe Archaea-Virologie unter der Leitung von Susanne Erdmann erforscht die Bildung von Membranvesikeln in Archaeen, die Bildung von Plasmidvesikeln und die Wechselwirkungen zwischen Membranvesikeln und Viren.

Die Max-Planck-Forschungsgruppe Öko-Evolutionäre Interaktionen unter der Leitung von Dr. Laetitia Wilkins erforscht wie sich Muscheln und ihre mikrobiellen Partner während eines massiven allopatrischen Artbildungseignisses, das durch den Anstieg des Isthmus von Panamá verursacht wurde, an unterschiedliche Umweltbedingungen angepasst haben.

Die Motivation für diese Forschungsarbeit ist es, bei der Untersuchung der Evolution von Wirt und Mikrobe von der Korrelation zur Kausalität überzugehen. Da sich die Ozeane aufgrund menschlicher Aktivitäten stark verändern (z. B. Erwärmung und Versauerung der Meere), ist die Frage, wie sich Tiere und Pflanzen an eine sich verändernde Umwelt anpassen, heute mehr denn je eine der wichtigsten Fragen der Meeresbiologie. Um künftige Reaktionen vorherzusagen, können wir die Vergangenheit erforschen und geologische Ereignisse nutzen, die wertvolle Einblicke in Anpassungsmechanismen bieten.

Die HGF-MPG Brückengruppe für Tiefsee-Ökologie und -Technologie un­ter der Lei­tung von Prof. Dr. Ant­je Boe­ti­us be­schäf­tigt sich mit der Struk­tur, der Dy­na­mik und der Ent­ste­hung un­ter­schied­li­cher mi­kro­bi­el­ler Ha­bi­ta­te. Die­se Ha­bi­ta­te rei­chen von Ge­zei­ten­zo­nen und san­di­gen Se­di­men­ten über Ko­ral­len­rif­fe bis zu Me­than-Quel­len, Schlamm­vul­ka­nen und Tief­see­bö­den. Neu ent­wi­ckel­te Mee­res­tech­no­lo­gien hel­fen, wich­ti­ge ha­bi­tat­prä­gen­de Fak­to­ren, zum Bei­spiel Stoff­trans­port und En­er­gie­fluss, so­wohl in situ wie auch ex­pe­ri­men­tell zu un­ter­su­chen.

Die Brückengruppe Marine Glykobiologie unter der Leitung von Dr. Jan-Hendrik Hehemann und in Zusammenarbeit mit dem MARUM in Bremen beschäftigt sich mit bestimmten Zuckern, den sogenannten Polysacchariden, die in Algen enthalten sind. Diese Polysaccharide können einen wichtigen Faktor im marinen Kohlenstoffkreislauf darstellen – sie haben massiven Einfluss darauf, wieviel Kohlenstoff im Ozean gespeichert werden kann.

Dennoch ist nur wenig über den Aufbau und die bakterielle Zersetzung der Polysaccharide bekannt. Das zu ändern haben sich Jan-Hendrik Hehemann und seine Gruppe zum Ziel gesetzt.

Die HIFMB-MPG-Brückengruppe Marine Omics unter der Leitung von Prof. Dr. A. Murat Eren ist eine Kooperation mit dem dem Helmholtz-Institut für Funktionelle Marine Biodiversität an der Universität Oldenburg und beschäftigt sich mit mehreren neuartigen biologischen Methoden, die alle die Endung „-omik“ tragen – etwa Genomik, Metagenomik, Metatranscriptomik, Pangenomik oder Phylogenomik. Zusammengenommen ermöglichen diese Methoden eine detaillierte Beschreibung der Ökologie und Evolution von Organismen im Labor oder in ihrer natürlichen Umgebung durch molekulare Untersuchungen. 

Die Emmy-Noether-Forschungsgruppe für Organoschwefel-Kreislauf unter der Leitung von Dr. Eileen Kröber beschäftigt sich mit organischen Schwefelverbindungen, welche in unseren Meeren produziert werden und eine wichtige Rolle beim Klimawandel spielen. Diese Verbindungen entstehen in großen Mengen in Seegraswiesen, Mangroven und Korallenriffen – Lebensräume, in denen viele Würmer und Muscheln ihre Nahrung mithilfe symbiotischer Bakterien gewinnen.

Die Brückengruppe für Marine Geochemie unter Leitung von Prof. Dr. Thorsten Dittmar und in Zusammenarbeit mit dem ICBM in Oldenburg strebt nach einem besseren Verständnis der globalen Elementkreisläufe mit Hilfe molekularer Techniken. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Erforschung gelösten organischen Materials (DOM). Die Beziehung zwischen Struktur und Funktion von gelöstem und anderem organischen Material ist der Schlüssel zu wichtigen Erkenntnissen über die Gegenwart und Zukunft unserer Erde.

Jüngste Fortschritte in der analytischen Chemie erlauben die Charakterisierung von DOM auf molekularem Niveau in bisher ungekannter Genauigkeit und eröffnen neuartige Einblicke in dessen Quellen und Geschichte.

Die Max-Planck-Forschungsgruppe Marine Isotopengeochemie unter Leitung von Dr. Katharina Pahnke-May und in Zusammenarbeit mit dem ICBM in Oldenburg nutzt radiogene Isotope, um die Herkunft und Transportwege von Wassermassen und terrigenem Material zu verfolgen und zu entschlüsseln.

Die Messung dieser Isotope im Meerwasser gibt Aufschluss über Prozesse und Wassermassenverteilungen im heutigen Ozean, während die Untersuchung von fossilen marinen Sedimenten Einblicke in die Veränderungen von Ozeanzirkulation und Sedimenttransport im Zusammenhang mit Klimaschwankungen in der Vergangenheit erlaubt.

Die Abteilung Mikrobiologie, von Prof. Dr. Friedrich Widdel geleitet, erforscht die Physiologie und Vielfalt aquatischer Bakterien. Besonders interessieren sich die Forscher*innen hier für jene Mikroorganismen, die am Kohlenstoff-, Stickstoff-, Schwefel- und Eisen-Kreislauf beteiligt sind. Dazu isolieren sie diese Bakterien im Labor. So können sie anschließend unter streng kontrollierten Bedingungen untersucht werden.

Die Arbeiten erfolgen in enger Zusammenarbeit mit der Abteilung Molekulare Ökologie. Forschungsschwerpunkte sind der anaerobe Abbau langlebiger Substanzen, wie Kohlenwasserstoffe, und die Physiologie von sulfatoxidierenden und -reduzierenden Bakterien.