Planktologie

Das Plankton ist die am weitesten verbreitete Lebensgemeinschaft der Erde. Seine Bedeutung für die Wasserqualität und als Nahrungsbasis für die Fischerei ist unbestritten.
Das vorliegende Lehrbuch stellt erstmals alle Aspekte der Planktologie zusammenfassend dar, von einer taxonomischen Übersicht über die physikalische und chemische Beschreibung des Lebensraums, die Funktionsmorphologie, Ernährungsphysiologie und Populationsökologie bis hin zur Bedeutung des Planktons im aquatischen Ökosystem und in biogeochemischen Kreisläufen. Besonderheiten des Buches sind die gemeinsame Behandlung des Süßwasser- und des Meeresplanktons, die Gliederung nach Problemebenen sowie die Betonung vereinheitlichender Konzepte. Exemplarisch werden fast alle großen Fragen der allgemeinen Ökologie abgehandelt.

Autorentext
Prof. Ulrich Sommer, 1952 in Wien geboren, studierte Biologie und promovierte 1977 am Institut für Pflanzenphysiologie der Wiener Universität. 1985 habilitierte er sich an der Universität Konstanz im Fach Limnologie. Seine Arbeiten über "Konkurrenzbeziehungen des Phytoplanktons" wurden 1985 mit dem Heinz-Meier-Leibnitz-Preis ausgezeichnet. Nach 6 Jahren weiterer Forschungstätigkeit auf diesem Gebiet wurde er 1991 Professor am Institut für Chemie und Biologie des Meeres der Universität Oldenburg. 1994 wurde Professor Sommer an das Leibniz-Institut für Meereswissenschaften an die Universität Kiel berufen, wo er die Forschungseinheit Experimentelle Ökologie leitet. Die ihn vorrangig interessierenden Fragestellungen über Konkurrenz und Fraßbeziehungen innerhalb von Nahrungsnetzen untersucht er sowohl in laborgebundenen Experimenten als auch in Feldstudien in einer Reihe von verschiedenen Meeresgebieten, u.a. Nordatlantik, Ostsee, Nordsee, Rotes Meer und Indischer Ozean. Professor Sommer war vier Jahre lang Associate Editor der Zeitschrift 'Limnology and Ozeanography' und gehört den Herausgebergremien der Zeitschriften 'Aquatic Sciences', Ecology Letters', 'International Review of Hydrobiology, 'Oecologia' und 'Protist' an.

Inhalt
1 Einleitung.- 1.1 Einige Definitionen zum Plankton und seiner Umwelt.- 1.2 Die Quantifizierung des Planktons.- 1.2.1 Abundanz.- 1.2.2 Biomasse.- 1.2.3 Surrogatparameter der Biomasse.- 1.3 Die Struktur des Buches.- 2 Übersicht über die Organismen des Planktons.- 2.1 Größenklassen.- 2.2 Phytoplankton.- 2.2.1 Die wichtigsten Taxa des Phytoplanktons.- 2.2.2 Blaualgen.- 2.2.3 Phytoflagellaten.- 2.2.4 Unbegeißelte Einzeller.- 2.2.5 Kolonien und Zönobien.- 2.2.6 Fadenalgen.- 2.3 Zooplankton.- 2.3.1 Die wichtigsten Taxa des Zooplanktons.- 2.3.2 Meroplanktische Larven.- 2.3.3 Planktische Protozoen.- 2.3.4 Mehrzelliges Mikrozooplankton.- 2.3.5 Mesozooplankton.- 2.3.6 Makro- und Megazooplankton.- 2.4 Bakterioplankton.- 2.4.1 Photolithoautotrophe Bakterien.- 2.4.2 Chemolithoautotrophe Bakterien.- 2.4.3 Chemoorganoheterotrophe Bakterien.- 2.5 Mykoplankton.- 3 Voraussetzungen der planktischen Lebensweise.- 3.1 Sinken und Schweben.- 3.1.1 Die Dichte der Plankter.- 3.1.2 Die Viskosität des Wassers.- 3.1.3 Die Sedimentation der Plankter.- 3.2 Schwimmen.- 3.3 Körpergröße und Stoffwechsel.- 3.3.1 Größenabhängigkeit im großskaligen Vergleich.- 3.3.2 Veränderungen von Größenbeziehungen als physiologische Indikatoren.- 4 Die physikalische Umwelt.- 4.1 Thermische und mechanische Eigenschaften der Wassers.- 4.2 Das Strahlungsklima der Gewässer.- 4.3 Die Schichtung der Gewässer.- 4.3.1 Thermische Schichtung.- 4.3.2 Chemische Schichtung.- 4.3.3 Schichtungstypen.- 4.4 Strömungen.- 5 Die chemische Umwelt.- 5.1 Gelöste Gase.- 5.1.1 Löslichkeit im Wasser.- 5.1.2 Biologische Umsetzungen.- 5.2 Gelöste Salze.- 5.2.1 Salinität.- 5.2.2 Biogene Elemente.- 5.3 Gelöste organische Substanzen.- 5.4 pH-Wert und Puffersysteme.- 5.5 Redox-Reaktionen.- 5.6 Die raum-zeitliche Verteilung gelöster Substanzen.- 6 Die Ernährung der Plankter.- 6.1 Allgemeine Merkmale der Beziehung Nahrung-Konsument.- 6.1.1 Produktion, Nahrung und Ressourcen.- 6.1.2 Substituierbarkeit.- 6.1.3 Funktionelle Reaktion.- 6.1.4 Numerische Reaktion.- 6.1.5 Interaktionen zwischen verschiedenen Ressourcen.- 6.1.6 Optimierung der Nahrungswahl.- 6.2 Die Ernährung des Phytoplanktons.- 6.2.1 Photosynthese.- 6.2.2 Messung der Photosynthese.- 6.2.3 Lichtabhängigkeit der Photosynthese.- 6.2.4 Vertikalprofile der Photosynthese.- 6.2.5 Energienutzung der Photosynthese.- 6.2.6 Mineralische Nährstoffe.- 6.2.7 Modellierung der Nährstofflimitation.- 6.2.8 Nährstofflimitation in situ.- 6.3 Die Ernährung des Zooplanktons.- 6.3.1 Ernährungsweise und Nahrungswahl.- 6.3.2 Funktionelle Reaktion.- 6.3.3 Assimilation und Produktion.- 6.3.4 Numerische Reaktion.- 6.4 Die Ernährung des Bakterioplanktons.- 6.4.1 Photosynthese.- 6.4.2 Chemosynthese.- 6.4.3 Heterotrophie.- 7 Populationen.- 7.1 Die Populationsgröße und ihre Variabilität.- 7.2 Die mathematische Beschreibung des Populationswachstums.- 7.2.1 Populationswachstum mit konstanter Rate.- 7.2.2 Begrenzung des Wachstums.- 7.3 Schätzung der Parameter der Populationdynamik.- 7.3.1 Nettowachstumsrate.- 7.3.2 Bruttowachstumsrate und Geburtenrate.- 7.3.3 Verlust- und Todesraten.- 7.4. Die Bilanz von Reproduktion und Verlusten.- 7.4.1 Ein Beispiel für eine Populationsbilanz von Phytoplanktern.- 7.4.2 Chemostat und Batch-Kultur als Modelle.- 7.5 Überwinterung, Ruhe- und Dauerstadien.- 7.6 Verbreitung und Kolonisierung.- 8 Interaktionen zwischen Populationenen.- 8.1 Konkurrenz.- 8.1.1 Die phänomenologische Analyse der Konkurrenz.- 8.1.2 Interferenzkonkurrenz.- 8.1.3 Allgemeine Aspekte der exploitativen Konkurrenz.- 8.1.4 Tilmans Gleichgewichtstheorie der Ressourcenkonkurrenz.- 8.1.5 Exploitative Konkurrenz unter variablen Bedingungen.- 8.2 Räuber-Beute-Beziehungen.- 8.2.1 Allgemeine Merkmale von Räuber-Beute-Beziehungen.- 8.2.2 Herbivorie (,,Grazing).- 8.2.3 Carnivorie.- 8.2.4 Bakterivorie.- 8.2.5 Parasitismus.- 8.3 Positive Interaktionen.- 8.3.1 Facilitation.- 8.3.2 Symbiose.- 8.4 Komplexe Interaktionen.- 9 Pelagische Nahrungsketten und Nahrungsnetze.- 9.1 Grundbegriffe.- 9.2 Allgemeine Merkmale pelagischer Nahrungnetze.- 9.2.1 Größenkontinuum.- 9.2.2 Die Länge von Nahrungsketten.- 9.2.3 Circuläre Komponenten in Nahrungsnetzen.- 9.3 Energiefluß durch Nahrungsnetze.- 9.3.1 Grundzüge des Energieflusses.- 9.3.2 Verteilung von Energieflüssen in Nahrungsnetzen.- 9.4 Der Fluß von Kontrolle in Nahrungsnetzen.- 9.4.1 Die bottom-up top-down Kontroverse.- 9.4.2 Syntheseversuche in der bottom-up top-down-Kontroverse.- 9.5 Rückkopplungen, Regulation, Chaos und Extremereignisse.- 9.5.1 Negative Rückkopplung.- 9.5.2 Positive Rückkopplung.- 9.6. Saisonalität von Nahrungsnetzen.- 9.6.1 Sukzession des Planktons.- 9.6.2 Zeitgeber der Saisonalität.- 9.6.3 Regelmäßige und unregelmäßige Komponenten der saisonalen Veränderung.- 9.6.4 Grundmuster der Saisonalität des Planktons.- 10 Die Rolle des Planktons in den Kreisläufen biogener Elemente.- 10.1 Allgemeine Merkmale biogeochemischer Kreisläufe.- 10.1.1 Verteilung der Stoffpools.- 10.1.2 Die Formierung partikulärer Substanz.- 10.1.3 Regeneration gelöster Substanzen.- 10.1.4 Partikelexport durch Sedimentation.- 10.1.5 Allochthoner Eintrag.- 10.1.6 Verschachtelung der Kreisläufe.- 10.2 Globale Trends in der Produktion des Planktons.- 10.2.1 Planktonproduktion in Seen.- 10.2.2 Planktonproduktion im Meer.- 10.3 Die geochemische Rolle des Planktons.- 10.3.1 Bildung biogener Tiefseesedimente.- 10.3.2 Biologische Kontrolle der Meereschemie.- 10.3.3 Biologische Kontrolle der Atmosphäre.- 10.4. Ausblick.