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Archiv-Übersicht     Angebot Nr. 12461

Angebotsdatum: 8. September 2017
Art der Stelle: Doktorarbeit / Diplomarbeit
Fachgebiet: Biologie > Sonstiges
Titel des Themas: Entwicklung von biologischen Filtersystemen

Institut: Institut für Experimentelle Physik
Adresse:
Herr Hermann Ehrlich
Leipziger Straße 23
09599 Freiberg
Tel.: +49 3731 39 2867   Fax.:
Bundesland: Sachsen
Homepage: http://tu-freiberg.de/exphys/biomineralogy-and-extreme-biomimetics
E-Mail Kontakt: mail

Beschreibung: Ziel der Qualifizierungsarbeit ist die Entwicklung von biologischen Filtersystemen unter Ausnutzung der Filterleistung von Süßwasserschwämmen. Dahingehend sollen der Haftmechanismus von Süßwasserschwämmen auf künstlichen Siedelsubstraten untersucht und eine technische Umsetzung erarbeitet werden.

Schwämme gehören zum Stamm Porifera innerhalb der vielzelligen Tiere (Metazoa) und umfassen 5000 lebende Arten, wobei sie zu den ältesten Tieren gezählt werden [1, 2, 3]. Schwämme leben im Wasser und ernähren sich aktiv filtrierend sowie phagocytierend durch das Heranstrudeln von gelösten Bestandteilen, Kleinstlebewesen und Bakterien. Dabei wirkt das Kanalsystem im Inneren der Schwämme als Siebsystem. Einige Arten sind durch einen aktiven Pumpvorgang in der Lage, das eingestrudelte Wasser im Schwammkörper bis zu 900mal pro Stunde auszutauschen [4]. Nur ein geringer Teil der Schwämme (200–250 Arten) lebt im Süßwasser [3]. Zu den in Deutschland verbreitetsten von ihnen zählen Spongilla lacustris, Ephydatia mülleri und Ephydatia fluiatilis, seltener Eunapius fragilis [1]. Sie leben fast ausschließlich sessil, bevorzugt auf harten Untergründen in aquatischen Umgebungen. Gewöhnlich halten sie sich dabei bis zu Wassertiefen von 1 m unter der Wasseroberfläche auf. Neben der Anhaftung an steinigen Untegründen bevölkern sie Holz, wie Wurzeln und Äste, sowie metallische Untergründe (z. B. Bootsanleger). Ihr Aussehen ist zumeist unscheinbar und sowohl standort- als auch symbiosepartnerabhängig.

Im Fokus der Arbeit steht die Ausnutzung der Filterleistung zur Reinigung von biologisch belasteten Gewässern wie Fischzuchtbecken und Teichen, um deren Wasserqualität zu verbessern. Es soll untersucht werden, wie sich die Süßwasserschwämme an das Hartsubstrat binden und die Erkenntnisse sollen zur Besiedlung von künstlichen Siedelssubstraten wie Metallgittern angewendet werden. Die Süßwasserschwämme sind besonders als Filter geeignet, da sie großen Filterumsatz und eine hohe Belastungstoleranz besitzen. Zudem sind die Filter nachhhaltig einsetzbar, da sich das Filtermaterial selbst generiert.
Methoden: Licht- und Fluorezenzmikroskopie
Rasterelektronenmikroskopie (REM) und EDX
XPS, FT-IR, Raman
Anfangsdatum: 8. September 2017
Geschätzte Dauer: 6 Monate
Bezahlung:
Papers: 1. N. Weissenfels: Biologie und mikroskopische Anatomie der Süßwasserschwämme (Spongillidae), Gustav Fischer Verlag, 1989.
2. R. Manconi, R. Pronzato: Global diversity of sponges (Porifera: Spongillina) in freshwater, in: Freshwater Animal Diversity Assessment, Serie: Developments in Hydrobiology 198, Springer, 2008.
3. R. W. M. van Soest, N. Boury-Esnault, J. Vacelet, M. Dohrmann, D. Erpenbeck, N. J. de Voogd, N. Santodomingo, B. Vanhoorne, M. Kelly, J. N. A. Hooper: Global Diversity of Sponges (Porifera), PLoS ONE 7 (2012) e35105.
4. D. A. Ludeman, M. A. Reidenbach, S. P. Leys: The energetic cost of filtration by demosponges and their behavioural response to ambient currents, Journal of Experimental Biology 220 (2017) 995–1007.
Sonstiges: Das Projekt soll in den Laboren des Instituts für Experimentelle Physik unter Leitung von Prof. Hermann Ehrlich (Professur für Biomineralogie und Extreme Biomimetik) durchgeführt werden.

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