zurück

Quecksilberbelastung von Magellanpinguinen auf den Falklandinseln: Analyse von Blut- und Federproben mit ergänzendem Vergleich zu Kormoranen

Beschreibung

1. Hintergrund und Motivation

Quecksilber (Hg) gehört zu den wichtigsten globalen Umweltkontaminanten in marinen Ökosystemen. Über atmosphärischen Ferntransport gelangt es auch in abgelegene Regionen wie die Falklandinseln und kann sich entlang der marinen Nahrungskette anreichern.

Seevögel sind besonders geeignete Bioindikatoren für solche Schadstoffe, da sie häufig an der Spitze der Nahrungskette stehen und Schadstoffe über ihre Nahrung aufnehmen. Magellanpinguine stellen dabei ein interessantes Untersuchungsmodell dar, da sie während der Brutphase regelmäßig zu ihrer Kolonie zurückkehren und so Proben relativ einfach gewonnen werden können.

Ein ergänzender Vergleich mit Kormoranen kann helfen, die Ergebnisse ökologisch einzuordnen. Als fliegende Fischjäger nutzen sie teilweise andere Bereiche des marinen Nahrungssystems und können daher Hinweise auf trophische Unterschiede in der Schadstoffbelastung liefern.

2. Zielsetzung und Fragestellungen

Ziel des Projekts ist es, die Quecksilberbelastung von Magellanpinguinen anhand verschiedener Probentypen zu untersuchen und die Ergebnisse mit Federproben von Kormoranen zu vergleichen.

Forschungsfragen

1. Wie hoch ist die Quecksilberbelastung von Magellanpinguinen in Blut- und Federproben?
2. Unterscheiden sich die Konzentrationen zwischen beiden Probentypen?
3. Zeigen Kormorane als höher trophisch stehende Seevögel höhere Hg-Konzentrationen in Federn als Magellanpinguine?

3. Hypothesen

• H1: Federn weisen höhere Quecksilberkonzentrationen auf als Blut, da sie Schadstoffe während des Federwachstums akkumulieren.
• H2: Kormorane zeigen höhere Hg-Konzentrationen in Federn als Magellanpinguine, da sie häufig größere Fischbeute und damit eine höhere trophische Position haben.

4. Methodik
4.1 Feldarbeit (Falklandinseln)
Untersuchte Arten

• Magellanpinguin (Hauptart)
• Kormoran (Vergleich)

Proben
Magellanpinguine:

• Blutproben
• Federproben

Kormorane:

• Federproben

Stichprobengröße

• ca. 30 Magellanpinguine
• ca. 30 Kormorane (opportunistische Probennahme)

4.2 Laboranalytik

Die Quecksilberkonzentrationen werden mittels ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry) an der Core Facility der Universität Hohenheim bestimmt.

4.3 Datenauswertung

• Vergleich der Hg-Konzentrationen zwischen Blut- und Federproben der Magellanpinguine
• Vergleich der Federkonzentrationen zwischen Magellanpinguinen und Kormoranen
• statistische Auswertung mittels deskriptiver und einfacher inferenzieller Methoden

5. Bedeutung des Projekts

Das Projekt liefert erste Einblicke in die Belastung von Seevögeln der Falklandinseln mit Quecksilber und trägt dazu bei, marine Vögel als Indikatoren für Umweltverschmutzung zu nutzen. Der Vergleich zwischen Pinguinen und Kormoranen ermöglicht zudem eine ökologische Einordnung der Belastungsmuster entlang verschiedener trophischer Ebenen.

6. Abgrenzung zu bestehenden Studien

Das geplante Projekt knüpft an bestehende Arbeiten zur Quecksilberbelastung von Pinguinen an, unterscheidet sich jedoch in mehreren wesentlichen Punkten hinsichtlich geografischem Fokus, Probenstrategie und Vergleichsdesign.

1. Geografischer Unterschied

Ein Großteil der vorhandenen Studien stammt aus anderen Regionen des Südatlantiks oder des Südlichen Ozeans.

• Dodino et al. (2022) untersuchten Magellanpinguine aus Feuerland (Tierra del Fuego).
• Lois et al. (2022) analysierten Felsenpinguine über dem Patagonischen Schelf.
• Carravieri et al. (2013) untersuchten Pinguine der Kerguelen-Inseln im Südlichen Ozean.
• Polito et al. (2016) analysierten mehrere antarktische Pinguinarten.

Für Magellanpinguine auf den Falklandinseln existieren bislang nur wenige Daten zur Hg-Belastung.

1.  Unterschied im Studiendesign

Die geplante Studie verfolgt dagegen einen vereinfachten biomonitoring-Ansatz, bei dem die Hg-Belastung über zwei Probentypen (Blut und Federn) bestimmt wird, um kurzfristige und längerfristige Expositionsmuster zu vergleichen.

1.  Probentypen und zeitliche Skalen

Viele Studien nutzen nur einen Probentyp (häufig Federn oder Blut).

Die geplante Studie kombiniert:

• Blutproben → kurzfristige Hg-Belastung
• Federproben → akkumulierte Belastung während des Federwachstums

Dadurch können verschiedene zeitliche Skalen der Schadstoffaufnahme untersucht werden.

1.  Ergänzender Vergleich mit einer anderen Seevogelgruppe

Ein weiterer Unterschied besteht im geplanten Vergleich mit Kormoranen.

Während viele Hg-Studien innerhalb einer Pinguinart oder zwischen verschiedenen Pinguinarten vergleichen, erlaubt der zusätzliche Vergleich mit einem fliegenden, piscivoren Seevogel eine Einordnung der Belastung entlang verschiedener trophischer Ebenen des marinen Nahrungsnetzes.

Dieser Vergleich ist bewusst explorativ und methodisch einfach gehalten, um den Rahmen eines studentischen Forschungsprojekts nicht zu überschreiten.

7. Betreuung

• Feldpartner: Dr. Klemens Pütz (Antarctic Research Trust)
• Universitäre Betreuung: Dr. Friedricke Woog, Naturkundemuseum Stuttgart/ Universität Hohenheim

8. Literatur

Marine Pollution Bulletin 184 (2022) 114137, Elsevier; Mercury and stable isotopes portray colony-specific foraging grounds in southern rockhopper penguins over the Patagonian Shelf

Nicol as A. Lois, Ulises Balza, Rebecka Brasso, Samanta Dodino, Klemens Pütz, Michael J. Polito, Luciana Riccialdelli, Javier Ciancio, Petra Quillfeldt, Bettina Mahler, Andrea Raya Rey

Marine Pollution Bulletin 174 (2022) 113184, Elsevier; Mercury exposure driven by geographic and trophic factors in Magellanic penguins from Tierra del Fuego

Samanta Dodino, Luciana Riccialdelli, Michael J. Polito b, Klemens Pütz, Rebecka L. Brasso, Andrea Raya Rey

Projektzeitraum

Wintersemester 2026/2027

Bewerbungszeitraum

12. bis 26.10.2026

Durchführung

semesterbegleitend

Studienfach

Biologie

Betreuende

Dr. Friederike Woog

Institut

Institut für Biologie (190) (Staatliches Museum für Naturkunde)

Sprache

deutsch

Teilnehmendenanzahl

min. 1, max. 3

Arbeitsaufwand

ca. 180 Stunden pro Teilnehmende:r | 6 ECTS-Punkte

Arbeitsaufwand (Stunden und ggf. ECTS) sind ungefähre Angaben. Die tatsächlich vergebenen ECTS-Punkte ergeben sich aus der tatsächlich geleisteten Arbeit.

 

Für dieses Projekt ist kein Motivationsschreiben des Studierenden erforderlich

Projektart

experimentell

Lernziele

Die Teilnehmende lernen in diesem Projekt:

tba

Anmerkungen für Studierende

Projektbetreuerin: Sina Brunner (sina.brunner@uni-hohenheim.de)