Forschungsschwerpunkte Herkunft, Verbleib und Stabilität von organischem Material in der kritischen Zone Rolle der biologischen Vielfalt für den Elementkreislauf Rekonstruktion der Klima- und Vegetationsdynamik der Vergangenheit Die organische Substanz im Boden (SOM) ist nach wie vor die größte Unbekannte im terrestrischen Kohlenstoffkreislauf. Wir untersuchten in verschiedenen Projekten, wie abiotische Faktoren und biotische Faktoren die SOM-Speicherung beeinflussen. Die mikrobielle Gemeinschaft ist dabei ein wichtiger Treiber für Prozesse des Kohlenstoffumsatzes in Böden. Wir zeigten, dass wichtige Ökosystemfunktionen redundant mit verschiedenen Mikroorganismen besetzt sind, die kontextabhängig aktiviert werden. Wir haben neue molekulare Biomarker entwickelt, um die biologische Komponente des SOM Kreislaufs besser zu untersuchen [1]. Die Erstellung molekularer Fingerabdrücke der gelösten organischen Substanz (DOM) mit Hilfe der ultrahochauflösenden Massenspektrometrie (HR-MS) half bei der Identifizierung von Faktoren, die sich auf die Anfälligkeit der in Böden gespeicherten OM auswirken. Insbesondere die Interaktion von Pflanzen und Boden(mikro)organismen in der Kritischen Zone (CZ) ist derzeit ein wichtiger Arbeitsschwerpunkt. Ein Multi-OmicsExperiment zur Zersetzung von Streu deutet darauf hin, dass Zersetzergemeinschaften anfangs generalistisch sind, aber schnell eine divergierende, konkurrierende Sukzession durchlaufen, um sich funktionell auf streuspezifische Eigenschaften zu optimieren. Die Auswirkungen der Biodiversität auf die Primärproduktivität, biogeochemische Kreisläufe und biotische Interaktionen stehen im Mittelpunkt der aktuellen ökologischen Forschung. Wir untersuchen, wie sich die Pflanzendiversität auf unterirdischer Diversität [1], auf die Dynamik der DOM [2] und auf Biodiversitäts-Ökosystem-Funktionsbeziehung (BEF) auswirkt. Forschungsprofil Das Verständnis der Zusammenhänge zwischen Ökosystemen und vergangenem und gegenwärtigem Klima wird unsere Vorhersagen für künftige Klimabedingungen und deren Auswirkungen auf die biologische Vielfalt und die Funktion von Ökosystemen verbessern. Wir analysieren verschiedene Biomarker und deren stabile Isotopengehalte als Proxy für paläoklimatische Rekonstruktionen. Wir verwenden fäkale Sterole und Stanole als Biomarker von Menschen und Pflanzenfressern, um den Zusammenhang zwischen Mensch und Klima im paläoökologischen Kontext zu verstehen [3] und konnten erstmals durch Verwendung quantitative Methoden synchrone und sequentielle „Kipppunkte“ im zentralasiatischen Klimasystem identifizieren [4]. Ein weiteres laufendes Projekt in Sri Lanka untersucht das Verhalten des südasiatischen Monsunsystems und die wichtigsten Antriebsfaktoren, die langfristige Trends (auf der Jahrtausendskala) und abrupte Schwankungen der Monsunregenfälle beeinflussen [5]. [1] Ding, S., Lange, M., Lipp, J., Schwab, V.F., Chowdhury, S., Pollierer, M.M., Krause, K., Li, D.P., Kothe, E., Scheu, S., et al. (2020): Characteristics and origin of intact polar lipids in soil organic matter. Soil Biology & Biochemistry 151. [2] Lange, M., Roth, V.N., Eisenhauer, N., Roscher, C., Dittmar, T., Fischer-Bedtke, C., Mace, O.G., Hildebrandt, A., Milcu, A., Mommer, L., et al. (2021): Plant diversity enhances production and downward transport of biodegradable dissolved organic matter. Journal of Ecology 109(3): 1284-1297. [3] Schroeter, N., Lauterbach, S., Stebich, M., Kalanke, J., Mingram, J., Yildiz, C., Schouten, S., Gleixner, G. (2020a): Biomolecular Evidence of Early Human Occupation of a High-Altitude Site in Western Central Asia During the Holocene. Frontiers in Earth Science 8. [4] Schroeter, N., Toney, J.L., Lauterbach, S., Kalanke, J., Schwarz, A., Schouten, S., Gleixner, G. (2020b): How to Deal With Multi-Proxy Data for Paleoenvironmental Reconstructions: Applications to a Holocene Lake Sediment Record From the Tian Shan, Central Asia. Frontiers in Earth Science 8. [5] Gayantha, K., Roberts, P., Routh, J., Wedage, O., Ott, F., Frenzel, P., Chandrajith, R., Gleixner, G. (2021): Mid-Late Holocene Sub-Millennial Scale Inverse Trends of South Asian Summer and Winter Monsoons in Sri Lanka. Frontiers in Earth Science 9. Organische Geochemie Apl. Prof. Dr. Gerd Gleixner Leiter der Gruppe Molecular Biogeochemistry am Max-Planck-Institut für Biogeochemie Jena FORSCHUNG — 153
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