mar383 - Major Study Area Biology/Ecology (Complete module description)

mar383 - Major Study Area Biology/Ecology (Complete module description)

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Module label Major Study Area Biology/Ecology
Modulkürzel mar383
Credit points 21.0 KP
Workload 630 h
Institute directory Institute for Chemistry and Biology of the Marine Environment
Verwendbarkeit des Moduls
  • Master's Programme Marine Environmental Sciences (Master) > Mastermodule
Zuständige Personen
  • Hillebrand, Helmut (module responsibility)
  • Brinkhoff, Thorsten Henning (Module counselling)
  • Cypionka, Heribert (Module counselling)
  • Rhiel, Erhard (Module counselling)
  • Könneke, Martin (Module counselling)
  • Giebel, Helge-Ansgar (Module counselling)
  • Engelen, Bert (Module counselling)
  • Simon, Meinhard (Module counselling)
  • Freund, Holger (Module counselling)
  • Moorthi, Stefanie (Module counselling)
  • Striebel, Maren (Module counselling)
  • Rohde, Sven (Module counselling)
  • Schupp, Peter (Module counselling)
  • Donat, Frank Henrik (Module counselling)
  • Vandieken, Verona (Module counselling)
Prerequisites
Skills to be acquired in this module
Vermittlung von vertieften Kenntnissen (i) in der Ökologie mit besonderem Schwerpunkt auf die Ökologie von Schwebstoffen und aktuelle Fragen der Biodiversitätsforschung, (ii) in der Geobiologie mit besonderem Schwerpunkt auf Sediment-Biota Interaktionen sowie (iii) Vermittlung grundlegender methodischer Herangehensweisen mit besonderem Schwerpunkt auf Molekularbiologie und Mikroskopie. Durch die Kopplung von theoretischen und praktischen Veranstaltungen können die Studierenden spezifische Fragestellungen der marinen Ökologie, Mikrobiologie und Geobiologie untersuchen. Sie haben gelernt, ihre Ergebnisse in einer wissenschaftlichen Darstellung zusammenzufassen, darstellen und zu diskutieren.
Module contents
VL Biological significance of suspended matter
Herkunft, Klassifizierung und Verteilung in Gewässern, Analytik, Transport und Sedimentation, Aggregation und Aggregatbildungsmechanismen, Fallbeispiele von Aggregationsereignissen, mikrobielle Besiedlung, mikrobielle Stoffumsatzaktivität, Strukturanalyse von aggregatassoziierten Bakteriengemeinschaften.

VL/SE Dangerous marine animals: Biology, ecology and first aid
The following topics are covered in the lectures and seminars: biology of the major groups of dangerous marine animals; traumatic injuries; toxicity by contact or ingestion; toxin chemistry and function; accident prevention; first aid; students present case studies and first aid procedures during the seminars.

VL Ökopysiologie mariner Mikroorganismen
Darstellung der physiologischen Fähigkeiten und Vielfalt mariner Prokaryoten zur Erklärung ihrer ökologischen Rollen und biogeochemischen Funktionen in verschiedenen marinen Habitaten. Die Vorlesung vermittelt wie Mikroorganismen, von der Wasseroberfläche bis in tiefe Sedimente, und vom Watt bis zu heißen Quellen, Licht oder chemische Energie für die Synthese von Biomasse nutzen und die marinen Stoffkreisläufe antreiben.

Ü Wissenschaftliches Schnorcheln
Schnorchel Techniken werden erlernt und geübt, um ein Mindestmaß an Tief-, Strecken- und Zeittauchen ausführen zu können; grundlegende Maßnahmen zur Tauchsicherheitsfragen, Wasserrettung und Erste Hilfe werden erlernt; grundlegende Prinzipien der Tauchmedizin werden studiert; Techniken der Unterwasserfotographie werden gelernt; Methoden zur Erfassen der Biodiversität und Abundanz werden gelernt und geübt.
Voraussetzung: Die Teilnehmer sollten die grundlegenden Techniken des Schwimmens (Brust und Kraulstiel) beherrschen.
Maximale Teilnehmerzahl: 5


PR Biologische Methoden der Faziesansprache von Küstenablagerungen
Vertiefte Kenntnisse der Sedimentansprache und Probennahme; Kenntnisse der wichtigsten Pollentypen der nordwest-europäischen Flora, der chemischen Aufbereitung und Auswertung palynologischer Proben sowie die Anwendung der Palynologie in der Paläoökologie, Paläoklimatologie und als Datierungsmethode; Kenntnisse der wichtigsten Diatomeen (pelagische und benthische Typen) der Nordseeküste, der chemischen Aufbereitung und Auswertung diatomologischer Proben sowie die Anwendung der Diatomologie in der Paläoökologie und der Faziesansprache

VL Biotoptypen der Küste und angrenzender Regionen
Die Vorlesung vermittelt vertieftes Wissen der wichtigsten marinen, semiterrestrischen und terrestrischen Lebensräume an der Nordseeküste. Flora und Fauna der wichtigsten Lebensräume an der Nordsee (Sublitoral, Seegraswiesen, Salzwiesen, Wälder, Moore)

PR/SE Einführung in die Sequenzierung und Sequenzanalyse
Das Praktikum mit begleitendem Seminar vermittelt aktuelle Kenntnisse über die Technik der DNA Sequenzierung und die computergestützte Analyse von 16S rRNA Genen. Dafür werden Gene aus Bakterien sequenziert, mit vorhandenen Sequenzen aus verschiedenen im Internet verfügbaren Datenbanken verglichen und mittels spezieller Phylogenie-Programme in Stammbäume eingeordnet.

SE/Ü Functional consequences of marine biodiversity change
Aktuelle Fragen der Biodiversitätsforschung werden in einem Workshop vermittelt, daran anschließend folgt die Ausarbeitung eines Projektthemas, zu dem die Studierenden eine eigenständige Literaturarbeit durchführen. Die Ergebnisse werden in einem Abschlusskolloquium vorgestellt. Der Kurs findet in Zusammenarbeit mit der Universität Groningen statt.

PR/SE Functional consequences of marine biodiversity change
Experimentelle Untersuchungen zu funktionellen Konsequenzen veränderter Biodiversität in marinen Lebensgemeinschaften. Biologische und chemische Analytik der Proben.

PR/SE Licht- und elektronenmikroskopische Techniken
Inhalte: Das Praktikum findet über einen Zeitraum von drei Wochen jeweils an drei Tagen (Di., Mi., Do.) statt, die Begleitseminare werden vor Beginn des Praktikums an einem Montag gehalten. Hierbei werden der Aufbau und die Funktionsweise eines Transmissionselektronenmikroskopes (TEM), die Funktionsweise eines Rasterelektronenmikroskopes (REM), das konventionelle REM, das Niedervakuum-REM, und das Cryo-REM erörtert. Weiterhin werden die verschiedenen Detektortypen und einige Präparationsmethoden vorgestellt. Das theoretisch gewonnene Wissen soll im Praktikumsteil experimentell umgesetzt werden. Methoden:
  • Konventionelle Präparation mit Fixierung und Entwässerung des Probenmaterials;
  • Kritisch-Punkttrocknung und Aufbringen leitfähiger Schichten (Sputtern);
  • Konventionelle Rasterelektronenmikroskopie im Hochvakuum;
  • Cryo-Präparation und Cryo-Rasterelektronenmikroskopie;
  • Niedervakuum-Rasterelektronenmikroskopie;
  • Sekundärelektronendetektor und Rückstreuelektronendetektor;
  • Energiedispersive Röntgenanalytik,
  • Negativkontrastierung & TEM,
  • Immunfluoreszenzmarkierung & Lichtmikroskopie

PR/SE Microbial Ecology of Marine Sediments
Intensive description of a several meter long sediment core from a North Sea tidal flat. Sediment sampling, measurement of geochemical profiles, cell counts, molecular quantification of phylogenetic and physiological groups and cultivation of various physiotypes from different sediment horizons. The experiments are carried out, typically in groups of two students guided by a teacher or PhD student. The seminar will be held by the students to introduce their colleagues into the specific physiologic guild they are working with. The results are written down and discussed in a protocol fulfilling scientific level requirements.

PR/SE Ökologie von marinen Mikroorganismen
(Ecology of marine microbes)
Durchführung von kleinen Projekten über die mikrobielle Besiedlung und Stoffumsatzprozesse auf Schwebstoffen, makroskopischen organischen Aggregaten (Marine Snow), und über Interaktionen von Algen und Bakterien. Dabei kommen molekularbiologische, klassisch-mikrobiologische und hochempfindliche chemisch-analytische Methoden und Techniken zur Messung des mikrobiellen Stoffumsatzes zur Anwendung. Die Projekte ergeben sich aus den aktuell laufenden Doktorarbeiten der Arbeitsgruppe.

VL Sediment Microbiology
Introduction into sediment microbiology including anaerobic processes, energy metabolism, cultivation of sediment bacteria, adaptation to environmental conditions, molecular biological methods, quantification of microorganisms and sampling at sea.

SE Microbiological Colloquium
Invited speakers will give insight into their field of expertise.

PR+VL Vertiefungspraktikum: Untersuchungsmethoden in der aquatischen mikrobiellen Ökologie
Theoretische und praktische Behandlung grundlegender Techniken zur Messung des Umsatzes von organischer Substanz und zur Analyse von Bakteriengemeinschaften in aeroben aquatischen Ökoystemen:
Epifluoreszenzmikroskopische Analyse von Bakteriengemeinschaften, gelöster organischer Kohlenstoff, Aminosäure- und Kohlenhydratkonzentration und –umsatz (HPLC-Techniken), hydrolytische enzymatische Aktivitäten, Wachstum und Substrataufnahme durch Bakteriengemeinschaften, Denaturierende Gradientengelektrophorese (DGGE), PCR-Amplifikation von 16S rRNA Genen.

PR/SE Ecophysiology of prokaryotes
Ambitious projects, mostly derived from current scientific programs are carried out, typically in groups of two students guided by a teacher or PhD student. In the accompanying seminar, recent scientific studies in international journals are presented by the students. The results are written down and discussed in a protocol fulfilling scientific level requirements.


VL/Ü Chemical Ecology
Lectures and experiments will provide an ecological understanding of the function and significance of natural chemicals that mediate interactions within and between organisms. Such relationships often comprise the oldest communication system in aquatic environments. Chemical, microbiological and ecological methods will be used and demonstrate the strong interdisciplinary association in the field of chemical ecology. The results will be analysed and presented in a protocol in form of a scientific publication.

PR/Ü Ausbildung zum Forschungstaucher II
Übungen mit dem autonomen Leichttauchgerät (aLTG) im Bad: Tarieren mit Lunge, Jacket & Trockentauchanzug, Übungen zur Eigen- und Fremdrettung, Bergeübungen. Tauchgänge im Freiwasser: Tarieren, Umgang mit Leinen, einfache Messungen und Kartieraufgaben. Voraussetzungen: Ausbildung zum Forschungstaucher I, Tauchtauglichkeitsuntersuchung nach G31.2.
SE/EX Meeresbiologie Exkursion nach Gammel Albo (Dänemark) (6 KP, Präsenzzeit 84 h, Nachbereitung 96 h)
Einführung in die Systematik und Ökologie der Fauna und Flora des Kleinen Belts. Taucherische Erfassung (UW-Fotografie, z.T. Handsammlungen) und Bestimmung der marinen Fauna und Flora im Kleinen Belt, Präsentation aller gefundenen und bestimmten Organismen mit ihren ökologischen Ansprüchen und Interaktionen im Rahmen eines Seminars.
Literaturempfehlungen
Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben.
Links
Languages of instruction German, English
Duration (semesters) 2 Semester
Module frequency jährlich
Module capacity unlimited
Reference text
21 KP | VL; Ü; SE; PR | 2.und 3. FS | Hillebrand
Type of module je nach Studiengang Pflicht oder Wahlpflicht
Module level ---
Teaching/Learning method Sommersemester
VL Biological significance of suspended matter
(2 SWS, 3 KP)
VL Biotoptypen der Küste und angrenzender Regionen
(2 SWS, 3 KP)
VL Dangerous marine animals: Biology, ecology and first aid (2 SWS, 3 KP)
Ü Wissenschaftliches Schnorcheln (2 SWS, 3 KP)
VL Sediment Microbiology (2 SWS, 3 KP)
PR Biologische Methoden der Faziesansprache von Küstenablagerungen (2 SWS, 3 KP)
PR/SE Einführung in die Sequenzierung und Sequenzanalyse (4 SWS, 6 KP)
SE/Ü Functional consequences of marine biodiversity change (2 SWS, 3 KP)
PR Functional consequences of marine biodiversity change (4 SWS, 6 KP)
PR/SE Licht- und elektronenmikroskopische Techniken
(4 SWS, 6 KP)
PR/SE Microbial Ecology of Marine Sediments
(4 SWS, 6 KP)
PR/SE Ökologie von marinen Mikroorganismen
(Ecology of marine microbes) (8 SWS, 12 KP)
PR Ausbildung zum Forschungstaucher II (6 KP)

Wintersemester
VL Ökopysiologie mariner Mikroorganismen
(2 SWS, 3 KP)
Ü Wissenschaftliches Schnorcheln (2 SWS, 3 KP)
VL/Ü/SE Chemical Ecology (4 SWS, 6 KP)
SE Microbiological Colloquium (1 SWS, 1 KP)
PR/VL Untersuchungsmethoden in der aquatischen mikrobiellen Ökologie (6 KP)
PR/SE Licht- und elektronenmikroskopische Techniken
(4 SWS, 6 KP)
PR/SE Ecophysiology of prokaryotes (8 SWS, 12 KP)
Examination Prüfungszeiten Type of examination
Final exam of module
Die Festlegung des Termins der mündlichen Prüfung erfolgt individuell mit den Lehrenden. Die zweite Prüfungsleistung wird jeweils zu Beginn der entsprechenden Veranstaltung bekannt gegeben.
G
Lehrveranstaltungsform VA-Auswahl
SWS 4
Frequency WiSe