Interaktionen von gelöstem organischem Kohlenstoff mit adsorbierter organischer Substanz in ungestörten Bodensäulen

In der organischen Auflage von Waldböden werden große Mengen gelösten organischen Kohlenstoffs (DOC) gebildet. Die DOC-Konzentrationen im Sickerwasser nehmen allerdings im Mineralboden mit zunehmender Tiefe auf Grund von Adsorption an reaktiven Mineraloberflächen stark ab und die Zusammensetzung der gelösten organischen Substanz (DOM) ändert sich von vorwiegend pflanzenbürtigen Stoffen zu Stoffen mikrobieller Herkunft. Damit einhergehend nimmt der Anteil aromatischer Verbindungen ab. Der Transport von DOM wird daher als Resultat einer Kaskade von Adsorption und Rücklösung bzw. Desorption organischer Stoffe betrachtet, bei der die weniger bindungsaffinen Substanzen von jüngerer organischer Substanz von den Bindungsplätzen verdrängt und mit dem Sickerwasser in größere Tiefe verlagert werden. Um diese komplexen Prozesse nachzuvollziehen, wurde ein Säulenexperiment durchgeführt, in dem ungestörte Bodensäulen mit zunehmender Entnahmetiefe nacheinander mit der jeweils aus der darüber liegenden Säule austretenden Bodenlösung perkoliert wurden. In jede dieser Säulen wurde Goethit integriert, der mit C-13 markierter natürlicher organischer Substanz belegt war. Dies ermöglichte, die Austauschprozesse an der Mineraloberfläche zu quantifizieren und den Transport des ausgetauschten Kohlenstoffs (angereichert mit C-13) mit der Tiefe zu verfolgen. Die Belegung der Oberfläche des Goethites wurde anhand von NanoSIMS Messungen quantifiziert, die eine ungleichmäßige, punktuelle Anlagerung des Kohlenstoffs zeigten. Die einzelnen Bereiche unterschieden sich in ihrer Abundanz von C-13, und es konnten so Flächen mit unterschiedlich intensiven Interaktionen mit der Bodenlösung identifiziert werden. Die Ergebnisse dieses Experiments bestätigen das Kaskaden-Modell. Zum einen hat sich die Bodenlösung vergleichbar mit Feldexperimenten in ihrer Aromatizität verringert und zum anderen wurde in jeder der drei Tiefenstufen ein größerer Gehalt an C-13 in den Lösungen gemessen. Folglich fungierte der Goethit in allen drei Tiefen gleichzeitig als C-Senke (Adsorption von DOC) und C-Quelle, was ohne den Einsatz stabiler Isotope nicht hätte nachgewiesen werden können. Selbst in diesem stark verkürzten Tiefenprofil (27 cm kumulierte Säulenlänge simulierten 100cm Bodenprofil) kam es zu einer deutlichen Mobilisierung von zuvor an Fe-Oxiden adsorptiv gebundener organischer Substanz, die von einer starken Veränderung in der DOM Zusammensetzung begleitet wurde

Antiproliferative activity of extracts of Euphorbia tirucalli L (Euphorbiaceae) from three regions of Brazil

Purpose: To investigate Euphorbia tirucalli extract for probable geographic variations in its antiproliferative activity.Methods: The aerial parts of E. tirucalli were collected in the Brazilian states of Mato Grosso, Rio de Janeiro, Pará, Minas Gerais and Santa Catarina. The 70 % ethanol extract was obtained according to the procedure described in Brazilian Homeopathic Pharmacopeia. The antiproliferative activity of extracts, in concentrations of 62, 125, 250, and 500 μg mL-1, was tested against leukemia (HL-60), lymphoma (Daudi) and melanoma (B16F10) cell lines using methyl thiazol tetrazolium assay (MTT). Phytochemical analysis were carried out using High-performance liquid chromatography-diode array (HPLC-UV-DAD) and electrospray ionization Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (ESI(-) FT-ICR MS) assays.Results: There was significant regional variability in the cytotoxicity of E. tirucalli extracts in a dosedependent manner. The extracts had similar activity towards leukemia cell line HL-60, decreasing cell viability to about 60 – 70 %. The extract showed the presence of ellagitannins, flavonoids, veracylglucan, and acid triterpenes as the major compounds.Conclusion: While the results support the ethnopharmacological use of E. tirucalli throughout Brazil, regional quantitative differences found in some classes of secondary metabolites may explain the variations observed in antitumor activity.Keywords: Aveloz, Cancer, Cytotoxicity, Antiproliferative, Ethnopharmacological, Traditional medicin

Diverse soil carbon dynamics expressed at the molecular level

The stability and potential vulnerability of soil organic matter (SOM) to global change remains incompletely understood due to the complex processes involved in its formation and turnover. Here we combine compound-specific radiocarbon analysis with fraction-specific and bulk-level radiocarbon measurements in order to further elucidate controls on SOM dynamics in a temperate and sub-alpine forested ecosystem. Radiocarbon contents of individual organic compounds isolated from the same soil interval generally exhibit greater variation than those among corresponding operationally-defined fractions. Notably, markedly older ages of long-chain plant leaf wax lipids (n-alkanoic acids) imply that they reflect a highly stable carbon pool. Furthermore, marked 14C variations among shorter- and longer-chain n-alkanoic acid homologues suggest that they track different SOM pools. Extremes in SOM dynamics thus manifest themselves within a single compound class. This exploratory study highlights the potential of compound-specific radiocarbon analysis for understanding SOM dynamics in ecosystems potentially vulnerable to global change

Stikstofkringloop in kalkrijke en kalkarme duinbodems : en de implicaties daarvan voor de effectiviteit van plaggen

In dit rapport staat het Natura 2000 habitattype H2130, de Grijze duinen, centraal. In veel duingebieden is de hoge stikstof-depositie een probleem voor een gunstige staat van instandhouding van de Grijze duinen. In de herstelstrategie die binnen de Programmatische Aanpak Stikstof (PAS) is uitgewerkt voor dit habitattype, staat o.a. de maatregel plaggen genoemd. In deze rapportage wordt onderzocht of plaggen de Grijze duinen minder gevoelig maakt voor stikstofdepositie en daarmee of deze maatregel effectief is. Voor het beheer van grijze duinen is het belangrijk meer inzicht te krijgen in de betekenis van N-opslag in de bodem en de rol van het bodemleven daarbij. Het in dit rapport beschreven onderzoek geeft antwoord op de vraag in welke mate micro-organismen en mesofauna, en uiteindelijk de opslag van N in organische stof in de bodem, een rol speelt bij de gevoeligheid van duinen voor N-depositie

Natural and anthropogenic forcing of Holocene lake ecosystem development at Lake Uddelermeer (The Netherlands)

The majority of water bodies in the world is affected by human impact on their catchment, and pollution of freshwater ecosystems is now considered a global problem. Palaeoecological research allows to reconstruct the natural ecosystem variability of such polluted systems, and many reconstructions that date back a few centuries or beyond inform on the natural background of polluted lakes. Only a limited number of studies have so far looked at long term (e.g. Holocene) changes in lake ecosystem status, even though human impact is known to date back for several millennia in some parts of the world. We apply a combination of classic palaeoecological proxies and novel geochemical proxies in our study of the Holocene sediments of Lake Uddelermeer (The Netherlands). Lake Uddelermeer is a shallow freshwater lake that is currently characterized by turbid conditions. These are currently thought to have resulted from increased agricultural activity in the 20th century AD, but human impact in the surroundings of this site date back to 6000 BP (late Mesolithic/ early Neolithic). We show that the lake ecosystem was characterized by a mix of aquatic macrophytes and abundant phytoplankton throughout the Early and Middle Holocene (11.5-6 cal kyr BP). A transition to a lake ecosystem with clear-water conditions and relatively high abundances of ‘isoetids’ coincides with the first signs of human impact on the landscape around Lake Uddelermeer (6000 cal yr BP). An abrupt and dramatic ecosystem shift can be seen at ~1030 cal yr BP when increases in the abundance of algal microfossils and concentrations of sedimentary pigments indicate a transition to a turbid phytoplankton-dominated state. A strong increase in concentrations of faecal biomarkers can be seen only after 1950 AD, indicating that an increased input of manure-derived material into the lake is not the initial cause for eutrophication of the system. Canonical Correspondence Analysis (CCA) suggests that reconstructed lake ecosytem changes are best explained by environmental drivers that show long-term gradual changes (sediment age, water depth). These combined results document the long-term anthropogenic impact on the ecosystem of Lake Uddelermeer and provide evidence for pre-Industrial Era signs of eutrophication