Modul 20-EEC-2 Environmental change and chemical communication

Nach Abschluss des Moduls verfügen die Studierenden über vertieftes Wissen zu Effekten von Umwelteinflüssen auf die chemische Kommunikation innerhalb von und zwischen Arten. Sie sind in der Lage, Biotests zu entwerfen und durchzuführen, um entsprechende Phänomene zu untersuchen und wenden angemessene statistische Verfahren zur Analyse der Daten an. Sie kennen die Prinzipien analytischer chemischer Verfahren, darunter die mit einem Massenspektrometer gekoppelte Gaschromatographie. Sie kennen und verstehen die Biosynthese und chemischen Eigenschaften wichtiger Gruppen von Naturstoffen. Sie können komplexe wissenschaftliche Datensätze souverän erstellen, aufbereiten, analysieren und präsentieren.

Students possess a profound knowledge of effects of environmental challenges on chemical communication within and between species. They possess expertise in designing and performing bioassays to examine such phenomena and to apply proper statistics for the analysis of the data. They know the principles of chemical analytical techniques including gas chromatography coupled to mass spectrometry. Further, they know the biosynthesis and chemical features of common groups of natural products. They sovereignly collect, handle, evaluate and present complex scientific data sets.

Interaktionen zwischen Organismen werden durch verschiedene chemische Naturstoffe vermittelt. Diese Interaktionen könnnen durch Umweltänderungen beeinflusst werden, entweder aufgrund von Einflüssen auf die Biosynthese und die Freisetzung von Naturstoffen durch den Sender und/oder Änderungen in der Wahrnehmung des Empfängers. Diverse anthropogene Verunreinigungen, wie beispielsweise Pestizide und nächtliche Lichtverschmutzung, sind dafür bekannt, mit dem Metabolismus und dem Verhalten von Arthropoden zu interferieren und damit Interaktionen von Individuen einer Art (z. B. Paarungsverhalten), aber auch zwischen Arten (z. B. Räuber-Beute-Interaktionen) zu beeinflussen. In diesem Modul werden chemisch-ökologische Methoden vorgestellt und angewendet, um Effekte sich ändernder Umweltbedingungen auf ökologische Interaktionen zu untersuchen, die auf Pheromonen (intraspezifisch) und Allelochemikalien (interspezifisch) basieren. Um zu überprüfen, welche der Interaktionen potentiell durch Naturstoffe vermittelt werden, werden Biotests verwendet. Mittels chemisch-analytischer Methoden werden bioaktive Fraktionen analysiert, um die entsprechenden charakteristischen Metaboliten zu untersuchen. Darüber hinaus wird diskutiert, wie chemische Ökologie zu biologischer Schädlingsbekämpfung beitragen kann. Eine eintägige Exkursion zu einer in diesem Themenfeld tätigen Firma bietet einen Einblick in mögliche Berufsfelder.

Interactions between organisms are mediated by various chemicals. These interactions can be impacted by environmental challenges either due to effects on the biosynthesis and release of chemicals by the sender and/or changes in perception by the receiver. Current anthropogenic pollutants such as pesticides and artificial light at night are known to interfere with the metabolism and behaviour of arthropods and thus influence interactions of individuals within (e.g., mating behaviour), but also between species (e.g., predator-prey interactions). In this course, chemo-ecological methods are introduced and applied to investigate the effects of changing environmental conditions on ecological interactions that are based on pheromones (intraspecific) and allelochemicals (interspecific). Bioassays are used to reveal, which ecological interactions are potentially mediated by chemicals. Bioactive fractions are analysed by chemical analytical methods to characterise the respective metabolites. Furthermore, it is discussed how chemical ecology can contribute to biological pest control. A one-day excursion to a topic-related company offers insights into potential future job options.

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