Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Biowissenschaften

Fachgebiet: Ökologie

Betreuer: Prof. Dr. Hendrik Schubert



Susanne Angelstein
(e-mail: susanne.angelstein@ufz.de )

Experimental Studies on Light-acclimation and Phosphorus Uptake Strategies of Elodea nuttallii (Planchon) St. John

Zusammenfassung: Die invasive Art Elodea nuttallii kann sich - in Abhängigkeit von der Verfügbarkeit von gelöstem anorganischem Kohlenstoff - an die unterschiedlichsten Lichtintensitäten akklimatisieren. Das erlaubt ihr eine optimale Ausnutzung der saisonal veränderlichen Lichtbedingungen. Ferner besitzt E. nuttallii eine flexible Phosphoraufnahmestrategie, welche sowohl an die Menge des inkorporierten Phosphors im pflanzlichen Gewebe als auch an unterschiedliche Phosphorrecyclingprozesse gekoppelt ist. In nährstoffreichen Gewässern bezieht E. nuttallii den benötigten Phosphor überwiegend aus dem Wasserkörper. Dagegen ist in nährstoffarmen Gewässer die Phosphoraufnahme über die Wurzeln ausreichend, um den Phosphorbedarf der gesamten Pflanze zu decken. Allerdings ist unter nährstoffarmen Bedingungen das Wachstum der Pflanzen durch das Nährstoffangebot im Sedimentpool limitiert. Mit steigenden Sedimentnährstoffgehalten kann E. nuttallii zunehmend andere Pflanzen überwachsen. Möglicherweise profitiert E. nuttallii auch von einer Wurzel-Mikroben-Interaktion, welche an den radialen Sauerstoffverlust gekoppelt ist und bei der Umformung ursprünglich nichtverfügbare Phosphorformen in bioverfügbare Formen beteiligt ist.

Summary: The invasive species E. nuttallii shows a large light acclimation ability which is coupled to the availability of dissolved inorganic carbon and allows an optimal light utilization within a broad range of conditions that occur over the seasons. It also exhibits a flexible phosphorus uptake strategy, which is coupled to the amount of incorporated phosphorus in the plant tissue and to different phosphorus recycling processes. Whilst in nutrient-rich waters the water body is the preferred phosphorus source, in nutrient-poor environments the phosphorus absorption from the sediment via roots might be sufficient to satisfy the phosphorus requirements of E. nuttallii. This is clearly limited by the offers from the sediment nutrient-pool. But with increasing sediment nutrient availability E. nuttallii can overgrow and shade other plants. We obtained also evidences for a root-microbe interaction, which is coupled on radial oxygen loss and might help to convert initially unavailable phosphorus compounds into bioavailable forms.