Institut für Meereskunde an der NAT-Working-Symposium in Dresden 14. - 16. März 2003 NAT-Working am Institut für Meereskunde an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Nele Charlotte Mahnken und Benjamin John Schönbeck

Zwei NAT-Working-Projekte des Gymnasiums Kiel Wellingdorf Katrin Leineweber und Nele Mahnken: Untersuchung der Filtrationsraten von Miesmuscheln in verschiedenen Salinitäten (Erarbeitet im Rahmen des Projektunterrichtes) Benjamin John Schönbeck: Entwicklung spezifischer Oligonukleotide zur Differenzierung von Bakterien mit nifH-Sequenzen (Erarbeitet im Rahmen einer Besonderen Lernleistung)

Untersuchung der Filtrationsraten von Miesmuscheln in verschiedenen Salinitäten Forschungsobjekte: Mytilus edultis Plankton filtrierende Miesmuschel Arbeit im Rahmen eines Projektkurses zwei Wochen in den Ferien

Fragestellung dieses Projektes: Untersuchung der Filtrationsraten von Miesmuscheln in verschiedenen Salinitäten Fragestellung dieses Projektes: Wie wirkt sich eine höhere oder niedrigere Salinität auf das Filtrationsverhalten der Miesmuscheln aus? Versuchsvorbereitung: 20 PSU (practical salinity units) [Kieler Fördewasserwert] gilt als Mittelmaß drei höhere & drei niedrigere Salzgehalte (5-35 PSU) drei Replikationen zur Kontrolle Muscheln pflücken, vermessen und nach Größe sortieren (10-15mm) in hunderter Gruppen in Becken füllen den Salzgehalt in fünfer Schritten erhöhen bzw. erniedrigen

Versuchsdurchführung: Untersuchung der Filtrationsraten von Miesmuscheln in verschiedenen Salinitäten Versuchsdurchführung: 1,5 Liter frisches Wasser mit jeweiligen Salinitäten in die Becken geben und 40 ml Plankton hinzufügen Wasser umrühren und eine T0-Probe entnehmen Muscheln in alle Becken gleichzeitig hineinlegen nach 30, 60, 90, 120 Minuten Wasser umrühren und Probe entnehmen Probe mit Hilfe des Fluorometer untersuchen Grafik erstellen

Ergebnisse: Fazit: Ausblick: Untersuchung der Filtrationsraten von Miesmuscheln in verschiedenen Salinitäten Ergebnisse: Fazit: Auswirkung auf die Filtrationsrate der Miesmuscheln Erhöhen des Salzgehaltes kein Problem Erniedrigen könnte zu Problemen führen - vermehrte Algenblüte Ausblick: Versuch mit Miesmuscheln aus dem Kattegat oder östlichen Teilen der Ostsee durchführen

Tricodesmium erythraeum Entwicklung spezifischer Oligonukleotide zur Differenzierung von Bakterien mit nifH-Sequenzen Forschungsobjekte: Tricodesmium erythraeum Synechocystis sp. Cyanothece sp. Probleme bei der Differenzierung: Die Organismen der Cyanothece und der Synechocysti sind phänotypisch nicht voneinander zu unterscheiden. Differenzierung dieser Gattungen ist nur durch zeitaufwendige Vergleiche der DNA-Sequenzen möglich.

Fragestellung dieses Projektes: Entwicklung spezifischer Oligonukleotide zur Differenzierung von Bakterien mit nifH-Sequenzen Fragestellung dieses Projektes: Gibt es eine Möglichkeit, die Organismen der Cyanothece, der Synechocysti und der filamentösen Cyanobakterien mit Hilfe molekularbiologischer Verfahrensweisen, ergo auf genetischer Ebene, zu differenzieren? Molekularbiologischer Ansatz: Cyanobakterien tragen eine nifH-Sequenz in ihrer DNA. Isolierung und Sequenzierung der nifH-Sequenzen verschiedener Bakterien zum Sequenzvergleich. Sequenzunterschiede könnten als Bauplan für DNA-Sonden dienen.

Extraktion von DNA aus Wasserproben aus dem Atlantik Entwicklung spezifischer Oligonukleotide zur Differenzierung von Bakterien mit nifH-Sequenzen Projektablauf: Extraktion von DNA aus Wasserproben aus dem Atlantik Extraktion von nifH-Sequenzen aus Wasserproben Sequenzierung der Sequenzen Suche nach spezifischen Sequenzunterschieden Synthese von DNA-Sonden Test der Sonden

Erste Anwendung der DNA-Sonden in der PCR: Entwicklung spezifischer Oligonukleotide zur Differenzierung von Bakterien mit nifH-Sequenzen Erste Anwendung der DNA-Sonden in der PCR: Auswertung des ersten Tests: Für jede der drei Gruppen der Cyanobakterien gibt es nun mind. eine Sonde. Die Sonden arbeiten nicht bei heterotrophischen Bakterien.

Test der Sonden an verschiedenen Arten Entwicklung spezifischer Oligonukleotide zur Differenzierung von Bakterien mit nifH-Sequenzen Weitere Experimente: Test der Sonden an verschiedenen Arten Optimierung der Funktion der Sonden Ergebnisse: Genetische Differenzierung ist möglich. Sonden für die verschiedenen Cyanobakterien und deren Arten

Erfahrungen durch das NAT-Working Einblicke in die Welt der Naturwissenschaften Umgang mit wissenschaftlichen Fragestellungen selbstständiges Forschen Mitarbeit auf aktuellen Forschungsgebieten Kennen lernen moderner Methoden der Forschung Kontakt zu Wissenschaftlern und deren Forschungen Lernen an einer Universität Vorgeschmack auf ein Studium

Schüler forschen und lernen am IfM Das Arbeitsklima: kollegial persönlich Schüler werden wie Wissenschaftler behandelt Meinungen und Ideen der Schüler werden respektiert Was ist anders als beim Lernen in der Schule? Learning by doing Anwendung im Unterricht erlernter Methoden Besseres verstehen bestimmter Methoden selbstständiges Arbeiten

Fragen an Wellingdorfer NAT-Worker 17 Schülerinnen und Schüler arbeiten an einem Projekt: Wie hast du die Betreuung durch die Wissenschaftler empfunden? 14 x positiv 3 x negativ Hat dir die Arbeit Einblicke in die Behandlung wissenschaftlicher Fragestellungen geliefert? 16 x Ja 1 x Nein Hat das Projekt dein Interesse an einem naturwissenschaftlichen Studium geweckt oder gestärkt? 8 x Ja 4 x gestärkt 4 x Nein Siehst du NAT-Working als eine sinnvolle Ergänzung zum schulischen Alltag an? 14 x Ja 3 x Nein