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Der kausale Zusammenhang zwischen der Dominanz von Mikroflechten gegen über Makroflechten in Tieflandregenwäldern war nicht bekannt und wird in vorliegender Studie erörtert. In der Literatur wird eine unvorteilhafte Kombination von hohen Temperaturen, niedrigen Lichtintensitäten und hoher Feuchtigkeit für die weitgehende Abwesenheit von Makroflechten in tropischen Tieflandregenwäldern verantwortlich gemacht. Aufgrund der hohen Abundanz in diesen Habitaten, kann diese Aussage für krustige Flechten nur bedingt zutreffen. Es wurden eine Reihe von Arbeitshypothesen entwickelt, die klären sollten, ob corticole Grünalgenflechten bestimmte funktionelle Lebensstrategie aufweisen, in welcher Weise das Mikroklima ihren Stoffwechselprozess beeinflusst, und warum sie im tropischen Tiefland-Regenwald dominieren. Die Fragenstellungen wurden unter Verwendung von ökophysiologischen Methoden in vivo und in situ in einem für die Flechten mikroklimatisch unvorteilhafte, tropischen immergrünen Tieflandregenwald im National Park Les Nouragues (Französisch-Guyana) untersucht. Aufgrund des intensiven Kontakts mit ihrem Substrat werden corticole Flechten stark von den mikroklimatischen Bedingungen des Phorophyten beeinflusst. Sie zeigen morphologisch-anatomische Anpassungen, die einen physiologisch vorteilhaften Zustand zwischen Wasserübersättigung und Austrocknung ermöglichen. Ihre Photosynthese ist an niedrige Lichtintensitäten angepasst und nutzt unterschiedliche Lichtqualitäten aufgrund physiologischer Strategien verschieden aus. Weitere Ergebnisse zeigten dass Krustenflechten neben funktionellen morphologisch-anatomischen und physiologischen Strategien, auch durch ein hohes Oberflächen zu Volumen Verhältnis, durch ein hohes Biomassenverhältnis des Photobionten zum Mycobionten und wahrscheinlich durch die Fähigkeit, saprophytisch Kohlenstoff zu gewinnen, befähigt sind, mikroklimatisch unvorteilhafte Habitate, wie die eines tropischen Tieflandregenwaldes, zu besiedeln
Characterization of an Aerosol-Based Photobioreactor for Cultivation of Phototrophic Biofilms
(2021)
Phototrophic biofilms, in particular terrestrial cyanobacteria, offer a variety of biotechnologically interesting products such as natural dyes, antibiotics or dietary supplements. However,
phototrophic biofilms are difficult to cultivate in submerged bioreactors. A new generation of biofilm
photobioreactors imitates the natural habitat resulting in higher productivity. In this work, an aerosol-based photobioreactor is presented that was characterized for the cultivation of phototrophic biofilms.
Experiments and simulation of aerosol distribution showed a uniform aerosol supply to biofilms.
Compared to previous prototypes, the growth of the terrestrial cyanobacterium Nostoc sp. could be
almost tripled. Different surfaces for biofilm growth were investigated regarding hydrophobicity,
contact angle, light- and temperature distribution. Further, the results were successfully simulated.
Finally, the growth of Nostoc sp. was investigated on different surfaces and the biofilm thickness was
measured noninvasively using optical coherence tomography. It could be shown that the cultivation
surface had no influence on biomass production, but did affect biofilm thickness.