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A Theoretical and Computational Basis for CATNETS (2006)

Björn Schnizler Dirk Neumann Daniel Veit Michael Reinicke Werner Streitberger Torsten Eymann Felix Freitag Isaac Chao Pablo Chacin

The main content of this report is the identification and definition of market mechanisms for Application Layer Networks (ALNs). On basis of the structured Market Engineering process, the work comprises the identification of requirements which adequate market mechanisms for ALNs have to fulfill. Subsequently, two mechanisms for each, the centralized and the decentralized case are described in this document. These build the theoretical foundation for the work within the following two years of the CATNETS project.

Altersabhängige Veränderungen von Immunsystem und Verhalten weiblicher Tapjas (Tupaia belangeri) (2006)

Christian Münkel

In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob es bei Tupaia belangeri (Spitzhörnchen) Veränderungen von Verhalten und im Immunsystem im Alter gibt. In einem ersten Versuch wurden unter Standard Laborbedingungen (Heimatkäfig) gehaltene, zwischen 3 Monaten und 7 Jahren alte, Tiere untersucht. Hierfür wurden Verhaltensaufzeichnungen der Hellphase (12h) per Video für eine spätere Auswertung erstellt. Für die Bestimmung von Hormonen und Immunparametern wurde den Tieren zwei Stunden vor Beginn der Aktivitätsphase Blut entnommen. In einem weiteren Versuch wurden dieselben Individuen für 2 Stunden in eine ihnen unbekannte Umgebung gebracht, um zu erforschen, ob die Tiere verschiedenen Alters unterschiedlich in Verhalten und Physiologie auf diese leichte Belastung reagieren. Während der Zeit in der neuen Umgebung (Versuchsräume) wurden wiederum Verhaltensaufzeichnungen angefertigt und im Anschluss eine Blutabnahme durchgeführt. Zusätzlich wurden 2 Wochen vor diesem Versuch Vorwerte zu dieser Tageszeit bestimmt, um über individuelle Veränderungen Aussagen treffen zu können. Die wichtigsten Befunde sind: -Die Aktivität nimmt mit zunehmendem Alter ab. -Körpermasse und Nahrungsaufnahme ändern sich nicht im Alter. -Die Funktionalität und Anteile der Zellen des spezifischen Immunsystems nehmen bei Tupajas mit zunehmendem Alter ab. -Die morgendlichen Glucokortikoidkonzentrationen im Serum nehmen mit dem Alter ab. -Auf eine leichte Belastung reagieren alte und junge Tiere mit vergleichbarem Verhalten; ältere Tiere explorieren im Unterschied weniger das neue Umfeld. -Die Glucokortikoidausschüttung auf eine Belastung hin nimmt mit zunehmendem Alter der Tiere ab.

Biochemical analysis of the interaction between transfer ribonucleic acid and exportin-t (2006)

Sheng Li

In this thesis the ternary complex of tRNA•exportin-t•Ran•GTP was studied by biochemical and biophysical methods. Firstly, photocrosslinking was used to determine the contact sites between tRNA and exportin-t. 4-Thiouridine (s4U) was introduced into tRNAPheT.th by in vitro transcription with T7 RNA polymerase and crosslinked to exportin-t by irradiation at 312 nm. The crosslinking was Ran•GTP dependent and could be competitively inhibited by other tRNA species, showing that the crosslinking was the consequence of the formation of a tRNA•exportin-t•Ran•GTP complex. The crosslinked complex of (s4U)tRNAPheT.th-exportin-t after proteinase K digestion was incubated with a primer complementary to the 3'end of the tRNAPheT.th in the primer extension reaction. The elongation of the reverse transcriptase was forced to halt at s4Us crosslinked to peptides, namely, U55, U47, U33, U20. Among them, U47 and U55 were shown to be the major crosslinking sites. U47A mutation was introduced into tRNAPheT.th to test the role of U47. The mutant tRNAPheT.th transcript was still able to bind exportin-t, though a little weaker than normal tRNAPheT.th transcript. In contrast, s4U containing mutant tRNAPheT.th U47A exhibited a much poorer capability to crosslink exportin-t. It is concluded that U47 may be a major contact site between tRNAPheT.th and exportin-t. Secondly, the binding abilities of different tRNA species in calf liver tRNABulk to exportin-t was examined by affinity chromatography on immobilized exportin-t. With a stepwise elution of 250 mM and 500 mM KCl, tRNABulk was fractionated into 2 peaks. Therefore, Different tRNAs bound to exportin-t with different affinity. Among 7 tRNAs tested, the relative affinity to exportin-t ranked as tRNALeuCAG > tRNASerGCU, tRNALeuCAA, tRNASerUGA > tRNASerAGA, tRNALeuAAG > tRNAArgACG. To interpret the different affinity of tRNAs to exportin-t, it is proposed that exportin-t preferentially exports tRNAs that are required the stronger by the protein synthesis machine. The extent of requirement of a specific tRNA by cells is supposed as the ratio between the tRNA concentration in a cell and its codon frequency in the genome, if all tRNAs are supposed to be aminoacylated and transported to ribosome equally. It was found that among 7 tRNAs identified on the 2D urea PAGE, the theoretical estimation of 5 tRNA species upon their requirement by cell ranked the same as their relative affinity to exportin-t. Finally, atomic force microscopy was used to observe exportin-t and its interaction with tRNA in a native and undisturbed state directly. Exportin-t-esterase, immobilized to trifluoromethyl ketone (TFK) modified mica surface, showed a diameter of 15 ± 2 nm. After binding tRNA and Ran•GppNHp, the diameter of the complex somewhat increased to 16 ± 2 nm.

Chemische Modifikation von siRNAs zur Verbesserung der zellulären Aufnahme (2006)

Andrea Forst

Um therapeutisch wirksam zu sein, muss eine siRNA die Zellmembran überwinden und ins Zytoplasma gelangen. Auf Grund der negativen Ladung unmodifizierter Nukleinsäuren und des hohen Molekulargewichts ist eine passive Permeation ins Zytoplasma unwahrscheinlich. Das Ziel dieser Arbeit bestand darin, durch die Anknüpfung kleiner Moleküle an den 5´-Terminus des Sense Strangs einer siRNA deren Aufnahme ins Zytoplasma zu erreichen. Hierzu wurden verschiedene siRNA-Konjugate synthetisiert, welche in einem in vitro Modellsystem ohne Verwendung eines Transfektionsreagenzes die posttranskriptionelle Hemmung der apoB Genexpression in Leberparenchymzellen ermöglichen. Ein erster Ansatz zielte auf die Erhöhung der Hydrophobizität der siRNAs und eine damit verbundene Erleichterung der zellulären Annäherung. Als Grundbausteine dienten Lithocholsäure, Cholesterin, Betulin und 3-Beta-Cholestanol. Durch kurze organisch chemische Synthesesequenzen wurden diese Verbindungen in das entsprechende Phosphoramidit überführt, um eine Kopplung während der RNA-Festphasensynthese zu ermöglichen. Unter Verwendung verschiedener Linker konnte das Spektrum der Modifikationen erweitert werden. Des Weiteren wurde versucht, durch Amidbindungsknüpfung zwischen einer NHS-Ester aktivierten siRNA und verschiedenen Aminen, kationischen Aminosäuren und Dipeptiden, die Lipophilie der siRNA zu erhöhen. So sollte eine Aufnahme über Zellpenetration, bestimmte Aminosäurekanäle oder Nährstofftransporter erreicht werden. In einem weiteren Ansatz wurde eine definierte Rezeptor-vermittelte Aufnahme nach Glykokonjugation der siRNA mit linearen und verzweigten Galaktose-Strukturen zur Überwindung der Zellmembran angestrebt. Hierzu wurde beta-D-Galaktosepentaacetat in ein Phosphoramidit umgewandelt und während der RNA-Festphasensynthese verschiedene siRNA-Konjugate synthetisiert. Zunächst wurden die Eigenschaften der modifizierten siRNAs untersucht. Anhand von Transfektionsexperimenten wurde deren Aktivität im Hinblick auf die posttranskriptionelle Hemmung der apoB Genexpression gezeigt. Mit Hilfe eines Membranintegritätstests konnten keine zytotoxischen Eigenschaften für die verwendeten Zelllinien detektiert werden. Der Fokus der folgenden Dosis-Wirkungs-Experimente richtete sich auf die Galaktose-konjugierten Nukleinsäuren. Eine Dosis-Wirkungs-Beziehung konnte sowohl in An- als auch in Abwesenheit eines Transfektionsreagenzes für das SBGAL- und SBTEGGAL-Konjugat nachgewiesen werden. Mit Hilfe der Glykokonjugation von verzweigten Galaktose-Strukturen an siRNAs konnte in dieser Arbeit erstmals eine definierte Rezeptor-vermittelte Aufnahme über den Asialoglykoprotein-Rezeptor (ASGPR) gezeigt werden. Infolge dessen war eine posttranskriptionelle Hemmung der apoB Genexpression in humanen Leberkarzinomzellen möglich. Durch Stimulation dieses Rezeptors mit Kalziumchlorid konnten die beobachteten RNA-Interferenz-Effekte erheblich gesteigert werden. Die SBGAL-modifizierte siRNA bewirkte in einer Konzentration von 10 µM eine 70%ige Reduktion der apoB m-RNA, während mit dem SBTEGGAL-Konjugat eine Abnahme des m-RNA Gehalts um 90% gezeigt werden konnte. Anhand fluoreszenzmikroskopischer Aufnahmen Cy3-markierter SBGAL- und SBTEGGAL-Konjugate wurde eine Internalisierung dieser siRNAs ins Zytoplasma deutlich gemacht, wobei durch Aktivierung des Rezeptors eine vermehrte Aufnahme der siRNAs ins Zytoplasma zu beobachten war. In den durchgeführten Kompetitionsstudien wurde durch Zusatz des stärker an den Rezeptor bindenden Liganden N-Acetylgalaktosamin eine Internalisierung der siRNAs verhindert und es konnten keine RNA-Interferenz-Effekte mehr detektiert werden. Alle Experimente zur Dosis-Wirkung, Rezeptorstimulation sowie die Kompetitionsstudien wurden mit vergleichbaren Ergebnissen in einer Rattenleberkarzinomzelllinie bestätigt. Diese Ergebnisse liefern wichtige Erkenntnisse für die Entwicklung von RNAi-basierenden Therapeutika und eröffnen neue Möglichkeiten für die gezielte Ablieferung von siRNAs in Leberparenchymzellen bei kommenden in vivo Experimenten.

Chronik der Ortschaft Groschlattengrün von der Gründung bis zur Eingemeindung nach Pechbrunn im Jahr 1972 (2006)

Volker Grunert

Darstellung der Ortsgeschichte von Groschlattengrün, einem Dorf im Landkreis Tirschenreuth, von der Ortsgründung bis zur Eingemeindung in die Gemeinde Pechbrunn im Jahr 1972

Construction of plasmid-based expression and secretion vectors and study of the immobilization of proteins on the surface of Bacillus subtilis cells (2006)

Duc Hoang Nguyen

Plasmids are useful tools to study gene expression and their function. However, most of the available plasmids for Bacillus subtilis suffer from structural instability because of their rolling-circle replication mechanism. In this work, stable plasmids have been constructed allowing expression of recombinant proteins in the cytoplasm and their secretion into the culture supernatant. The author has also established an experimental system to immobilize proteins on the cell wall of B. subtilis. The sorting of surface proteins to the cell wall in B. subtilis has been investigated. A first generation of plasmids, the series of plasmid-based expression vectors pHCMCs has been constructed allowing stable intracellular expression of recombinant proteins in B. subtilis cells. These expression vectors are based on the recently described Escherichia coli - B. subtilis shuttle vector pMTLBs72 that uses the theta mode of replication. Three different controlable promoters have been inserted into the shuttle vector: PgsiB that can be induced by heat, acid shock, and by ethanol, and PxylA and Pspac that respond to the addition of xylose and IPTG, respectively. The versatility of these expression vectors was demonstrated by fusing their promoters to a reporter gene and by overexpression the gene of the HtpG (a heat shock protein) protein with three of them. All recombinant vectors exhibited full structural stability. A second generation of plasmids, two plasmid-based expression vectors have been constructed, where one plasmid allows intracellular production of recombinant proteins while the second directs the proteins into the culture medium. Both vectors use the strong promoter preceding the groESL operon (codes for the essential heat shock proteins GroES and GroEL) of B. subtilis fused to the lac operator allowing their induction by addition of IPTG. While the background level of expression of these expression cassettes was very low in the absence of the inducer, an induction factor of about 1300 was measured. When the genes htpG and pbpE (coding for a penicillin-binding protein) were fused to the groE promoter, the amount of recombinant protein produced after addition of IPTG represented 10 and 13%, respectively, of the total cellular protein. To obtain secretion of recombinant proteins, the coding region for the signal peptide of the amyQ gene encoding the amylase from Bacillus amyloliquefaciens was fused to the groE promoter. High-level secretion of amyQ amylase and cellulase A and B of Clostridium thermocellum was demonstrated. Gram-positive bacteria code for one or more enzymes termed sortases that catalyze the covalent anchoring of substrate proteins on their cell wall. They recognize an amino acid sequence designated sorting motif, present close to the C-terminal end of the substrate proteins, cleave within this motif, and catalyze anchoring of the polypeptide chain to the peptide crossbridge linking the peptidoglycan strands in a transpeptidation reaction. B. subtilis has been reported to code for two putative sortases, YhcS and YwpE, but the sorting sequences recognized by them are yet unknown. To be able to immobilize proteins on the surface of B. subtilis cells, the srtA gene coding for sortase A of Listeria monocytogenes that recognizes a known sorting motif was introduced into B. subtilis. L. monocytogenes and B. subtilis share the same peptide crossbridge. Next, the coding region of the amylase gene was fused to the C-terminal region of Staphylococcus aureus fibronectin binding protein B (FnBPB) containing the sorting sequence including its sorting motif (LPETG). Covalent linkage could be proven by treatment of the cells with lysozyme and by immunofluorescence microscopy. Up to 240,000 molecules of amylase could be immobilized per cell, 24 times more than previously reported for other bacterial species. To study the influence of the distance between the sorting motif and the C-terminus of the amylase (AmyQ) on the activity of the enzyme, the length of the spacer was varied. It turned out that the highest activity was measured with a spacer length of 123 aa residues. To elucidate whether the putative sortases YhcS and YwpE of B. subtilis can retain the two potential substrates of the sortase YfkN and YhcR, the yhcS and/or ywpE knockout strains were constructed and the translational fusions between AmyQ and N-terminal of YfkN or YhcR, both harbouring the 123-aa spacers, were generated resulting in AmyQ-YfkN123 and AmyQ-YhcR123, respectively. The results demonstrated that YhcS could retain the fusion AmyQ-YhcR123 on the cell wall and YwpE seems to assist YhcS to perform its functions. YhcS could recognize the sequence containing the sorting motif LPDTS from YhcR but not LPETG from FnBPB. YhcR could be a substrate of YhcS, while it is not clear whether YfkN is a cell wall protein. A model for the covalent anchoring of proteins on the cell wall by sortases is presented.

Crystal Structures of Perovskite-related Can(Nb,Ti)nO3n+2 (n=5 and 6) (2006)

Jonathan Guevarra

In this thesis, the crystal structures at room temperature of perovskite-related materials belonging to the homologous series Can(Nb,Ti)nO3n+2 with n = 5 and 6 have been accurately determined by single-crystal X-ray diffraction. The three compounds Ca5Nb5O17 (n = 5), Ca5Nb4TiO17 (n = 5), and Ca6(Nb,Ti)6O20 (n = 6) have been investigated. Their general structural features are the same, independent of the composition n. The crystal structures are composed of slabs of corner-sharing (Nb,Ti)O6 octahedra stacked along the [110] direction of the cubic perovskite structure. Neighboring slabs are separated by additional layers of oxygen atoms and are shifted with respect to each other by half the body diagonal of an octahedron along a. The number of layers of octahedra in a slab, indicated by the parameter n, determines the structure type, which varies therefore with composition. The crystal structures are all monoclinic (b unique) with a centrosymmetric P21/c symmetry for the n = 5 type compounds and an acentric P21 symmetry for the n = 6 type compound (in the latter, pseudo-inversion symmetries have been observed). The distortion of the (Nb,Ti)O6 octahedra increases from the center to the borders of the slabs. For the Ti-doped compounds, an ordering of Nb and Ti ions is observed with Ti ions preferentially occupying the central region of the slabs where the octahedral is least distorted. Nb and Ti ions have computed valences close to their formal valences of 5+ and 4+, respectively, for all sites in the structure. This indicates that Nb and Ti ions are equally well accommodated by the different oxygen environments in the slabs and that the observed ordering of Nb and Ti ions can only be the result of the different octahedral distortions. For the undoped Ca5Nb5O17 (n = 5), computed valences of Nb ions are close to 5+ at the borders and smaller fractional valences are obtained in the middle of the slabs. This suggests that the electrical conduction in this compound is most likely accommodated by the least distorted octahedra. Owing to the similarity in the structural features, a common model was successfully employed in the structural descriptions of the compounds investigated. Applying the superspace approach to the Ti-doped compounds, the crystal structures were characterized as commensurately modulated structures with a common basic structure and a centrosymmetric superspace group valid for both compounds, while the modulation wave vectors and the modulation functions depend on the composition n. Structure refinements in superspace demonstrate the efficiency of the superspace approach. The different occupation factors of Nb and Ti ions in the slabs as obtained in the three-dimensional structure model have been reproduced in the superspace refinements. The higher quality of the structure model obtained from the superspace refinements is illustrated by the computed valences of Nb and Ti ions which are much closer to their formal values of 5+ and 4+, respectively, for all sites in the structure compared to the three-dimensional or supercell model. In the case of n = 6 compound, the application of a centrosymmetric superspace group leads to an equal Nb/Ti ratio on sites that are related by superspace inversion, but that are independent sites in the supercell. In this way, the superspace approach provides a natural explanation for the pseudo-inversion symmetries as they have been observed in the supercell structure, while removing the interdependencies between parameters. The displacive modulation functions for the two compounds exhibit similarities, but in general are not identical. The modulation functions in n = 6 may not be used to describe exactly the atomic displacements in n = 5. Thus it is concluded that for this homologous series, the idea of a unified superspace model does not extend towards the precise atomic positions of the two compounds which are characterized by the displacive modulation functions.

Das System der Verbalstämme in der arabischen linguistischen Tradition: Elemente der morphologischen und semantischen Analyse (2006)

Marat Yavrumyan

Eine Besonderheit der arabisch-islamischen Kultur liegt im ausgeprägten Interesse an den eigenen sprachlichen Realien. Die Entstehung einer an den religiösen Bedürfnissen der Textexegese orientierten arabischen Sprachwissenschaft im weitesten Sinne läßt sich bis in die Anfänge des Umaiyaden-Kalifats in der zweiten Hälfte des 7. Jahrhunderts zurückverfolgen. In diesem spezifischen kultur-historischen Kontext hat sich auch das einzigartige System der sprachwissenschaftlichen Analyse formiert, die als arabische Nationalgrammatik oder als arabische linguistische Tradition (ALT) bekannt ist. Unter dem Gesichtpunkt historischer Betrachtung bedarf die Beschäftigung mit der arabischen linguistischen Tradition heutzutage keiner besonderen Begründung mehr. Dabei ist der Versuch, die einheimischen Grammatiker aus eigenen theoretischen Voraussetzungen heraus zu erklären, „in jeder Weise gerechtfertigt“. Die theoretischen und methodischen Voraussetzungen der arabischen Grammatiker würden jedoch sicher noch klarer zutage treten, wenn man diese in Relation zu neueren Systemen bringen und kritisch zu erfassen versuchen würde. Mit einer solchen Verfahrensweise ließen sich einerseits die einheimischen theoretischen und methodischen Voraussetzungen „würdigen“ und andererseits deren „Modernisierung“ - verstanden als mechanische Anwendung des Begriffsapparats der modernen Linguistik – bei ihrer Erklärung „vermeiden“. Das Vorhaben, die arabische linguistische Tradition unter Anwendung neuer Forschungsansätze adäquat zu erfassen, hat von seiner Aktualität nichts eingebüßt. Die letzten erfolgreichen Untersuchungen auf diesem Gebiet ermöglichen neue Einsichten bei der Erläuterung sowohl konkreter Problemstellungen als auch der sog. allgemeinen „Logik“ der arabischen Tradition. „The Arabs […] said what they wanted to say, but it might not be what we wanted to hear; nor did they always say it in the way we are accustomed to. Our task is not to think everything out for them but to find out what they thought and how.” (Frolov 2000:21): Im Rahmen einer solchen Herangehensweise ist es das Anliegen dieser Dissertation, einige der in der arabischen linguistischen Tradition für die morphologische und semantische Analyse verwendeten Elemente und Grundbegriffe adäquat zu erläutern. Dies geschieht vor allem anhand der grammatischen Werke von Sibawaih (gest. 180/793), az-Zamakhsari (gest. 538/1144), Ibn Yaish (gest. 643/1245) und al-Astarabadhi (gest. 688/1286). Nach Skizzierung der in der arabischen Tradition gängigen allgemeinen Vorstellungen zu Morphologie, Terminologie und den Methoden der morphologischen Analyse, werden diese am Beispiel der Nominal- und insbesondere der Verbalstämme näher ins Auge gefaßt. Die morphologische Analyse der ALT selber wird als Modellierungsprozess (tamthiyl) der Wortformen und Eingruppierung der Stämme in die Beschreibungsklassen (als Klassifizierung) dargestellt. Es folgt eine Auseinandersetzung mit den Elementen des Modellierungsprozesses, mit den morphologischen Mitteln sowie mit den funktional-strukturellen Typen der Erweiterung, die in den arabischen grammatischen Werken während der morphologischen Analyse der Stämme verwendet worden sind. Die klassifikatorischen Lösungen bei der Gruppierung der Stämme und die innersystemische Kausalität der Lösungsansätze sind separat behandelt, und zwar als eine dynamische (derivativ-kausale) Klassifikation mit einer (im Prinzip) offenen (erweiterbaren) Objektmenge bei Sibawaih und derivative Klassifikation mit einer geschlossenen (gegebenen) Menge der klassifzierten Objekte bei den späteren Grammatikern. Abschließend werden einzelne semantische Komponenten, semantische Marker, semantische Multiplikatoren und lexikalisch-semantische Klassen der Verben betrachtet, die die ALT im Rahmen der semantischen Analyse der Verbalstämme und der Verbalerweiterung ausgebildet hat. Schließlich wird der Frage nachgegangen, ob die semantischen Komponenten, die die arabischen Grammatiker in der sog. Lexik der semantischen Metasprache konsequent benutzt haben, als elementar bzw. als Indefinibilia/semantische Primitiva gedeutet werden können. Die in der Arbeit vorkommenden arabischen Begriffe und Konzepte sind in einem Glossar erfaßt und systematisch dargestellt.

Demand forecasting for companies with many branches, low sales numbers per product, and non-recurring orderings (2006)

Sascha Kurz Jörg Rambau

We propose the new Top-Dog-Index to quantify the historic deviation of the supply data of many small branches for a commodity group from sales data. On the one hand, the common parametric assumptions on the customer demand distribution in the literature could not at all be supported in our real-world data set. On the other hand, a reasonably-looking non-parametric approach to estimate the demand distribution for the different branches directly from the sales distribution could only provide us with statistically weak and unreliable estimates for the future demand.

Die Biologie der Weideunkräuter Lobelia achrochila (E. Wimm.) und Kniphofia foliosa Hochst. und ihre Einnischung in die Vegetation des Bale Mountains Nationalpark, Äthiopien (2006)

Pascale Annette Nauke

Der Bale Mts. Nationalpark im südöstlichen Hochland von Äthiopien umfasst ein Gebiet von fast 2500 km² mit Höhen zwischen 1500 und 4377 m ü. NN. Auf der Höhenstufe zwischen 2950 und 3200 m ü. NN befindet sich das Untersuchungsgebiet dieser Arbeit. Am Rande der Kleinstadt Dinsho im nördlichen Nationalparkbereich wurde 1972 90 ha offenes Waldland eingezäunt und 1997 um 30 ha erweitert. Diese Fläche (BMNP) ist ausschließlich dem Wild vorbehalten. Aufgrund der Erweiterung des BMNP sind Flächen mit vier unterschiedlichen Nutzungen vorhanden: die seit 1972 nur vom Wild beweideten Flächen und die 1997 von Haustier- zu Wildweide umgewidmeten Areale im BMNP, sowie zwei gegen Beweidung vollständig geschützte, 100 m² große Versuchsflächen (gezäunt in 1999 bzw. 2000) und die sehr intensiv genutzten, daher stark degradierten, öffentlichen Haustierweiden außerhalb des BMNP. Auf letzteren breiten sich Weideunkräuter aus, von denen zwei endemische Arten, Lobelia achrochila und Kniphofia foliosa, hinsichtlich ihrer Biologie, Populationsdynamik und Bekämpfungsmöglichkeiten näher untersucht werden. Von L. achrochila wird zudem eine vollständige Erstbeschreibung verfasst. Die Regenerationsfähigkeit der Weiden aus der Bodensamenbank heraus wird auf Flächen mit reduzierter Beweidung und nach Eindämmung der Weideunkräuter untersucht. Der Vergleich der Vegetation der Wild-beweideten und vollständig geschützten Flächen mit den öffentlichen Weiden zeigt keine grundsätzlich verschiedenen Artenzusammen-setzungen. Die vegetationskundlichen Unterschiede beruhen auf der Abnahme der Gesamtartenzahl bei verringertem Beweidungsdruck und der gleichzeitigen Zunahme der Abundanzen der dominanten Arten. Dadurch wird die Vegetation der vom Wild-beweideten und der nicht-beweideten Areale homogener, während die stark beweideten Flächen heterogen sind. Die Vegetation auf den durch Einzäunung vor Beweidung beschützten Versuchsflächen nähert sich im Laufe des Untersuchungszeitraums der Vegetation der BMNP Flächen an. Diese wird daher als typische, Wild-beweidete Vegetation dieser Höhenstufe betrachtet. Da die Regeneration der überweideten Vegetation aus der Bodensamenbank heraus limitiert ist, aber der BMNP durch Samenniederschlag zur Regeneration beiträgt, wird der BMNP als wichtiger Refugialraum angesehen. Sein Erhalt und Schutz sind daher dringend geboten, zumal die sehr hohe Wilddichte an der Grenze der Belastbarkeit liegt. Der größte Unterschied zwischen den vier Nutzungsformen tritt in der Struktur der Vegetation auf. Bei geringerer Beweidung bleibt mehr Biomasse stehen und damit wird die Vegetationsdecke dichter und höher. Die Keimversuche mit Samen von Kniphofia foliosa zeigen, dass eine dichte und kräftige Vegetation die Etablierung dieser Art verhindert. Die beiden Weideunkräuter Lobelia achrochila und Kniphofia foliosa schützten sich vor Beweidung durch bestimmte Inhaltsstoffe. Bei L. achrochila ist es u. a. das Alkaloid Lobelin und bei K. foliosa das Hauptanthrachinon Knipholon. L. achrochila wird aufgrund dreier deutlicher Merkmalsunterschiede zu L. rhynchopetalum als eigenständige Art anerkannt: Ihre Blattrosette streckt sich durch interkalares Wachstum während der Infloreszenzentwicklung, das Wurzelsystem ist allorhiz und die Blütenstiele und die fünf Sepalen der Calyx sind kurz behaart. Beide Unkräuter haben unterschiedliche Verbreitungsstrategien entwickelt. Die hapaxanthe L. achrochila produziert bis zu 27.000 Samen pro Infloreszenz. Obgleich sich davon weniger als 1 % etablieren, stehen auf Hangstandorten mit guter Wasserversorgung dichte, große Lobelia-Populationen. Aufgrund der begrenzten Anzahl dieser geeigneten Standorte stellt L. achrochila nur ein lokales Problem dar und deshalb wird eine besondere Bekämpfung nicht empfohlen. Kniphofia foliosa entwickelt ein starkes Rhizom, von dessen Kurzsprossen die Rosetten des nächsten Jahres ausgehen. Aufgrund dieses starken Rhizoms versagt die Bekämpfungs-methode des Abbrennens, da das unterirdische Rhizom nicht zerstört wird. Das Ausgraben ganzer Pflanzen ist zu zeit- und arbeitsaufwendig. Die einzige erfolgreiche Methode der Bekämpfung schon etablierter K. foliosa Pflanzen ist das regelmäßige Abschneiden der oberirdischen Sprosse in der Hauptwachstumszeit (April bis Juli). Am Ende des dreijährigen Versuchs waren große Teile des Rhizoms abgestorben und der Rest sichtbar geschwächt. Da eine dichte und starke Vegetation die Ansiedlung von Kniphofia foliosa verhindert, wird eine Verbindung von Unkraut-Bekämpfung und Regeneration der Weiden vorgeschlagen. In abgezäunten, ausreichend großen Teilen der überweideten Flächen wird für 2 bis 3 Jahre die Bekämpfung der Kniphofia foliosa vorgenommen, währenddessen erholt sich parallel dazu die Weidevegetation. Deshalb sollte es auf der Grundlage der erhaltenen Ergebnisse zu einer Eindämmung des Weideunkrautes mit gleichzeitiger Verbesserung der Weiden kommen.

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