Marine Biotechnologie (MBT)

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Marine Biotechnologie

Der Schwerpunkt „Marine Biotechnologie“ steht für die anwendungsorientierte Nutzung der Ressource Meer als Rohstoff- und Nahrungsmittellieferant. Die Biotechnologie fokussiert sich dabei auf die Anzucht, Aufbereitung und Analyse von Organismen und deren Inhaltstoffen (Stichworte: Biopharmazie, Aquakultur, Bioanalytik, Bioverfahrenstechnik). Meeresfrüchte, (Mikro-) Algen, Schalentiere und Fische sowie deren Inhaltsstoffe werden analysiert und auf Ihre Verwendbarkeit hin bewertet.

Die Inhalte des Schwerpunktes beschäftigen sich mit der:

·     Bioanalytik (HPLC, Gelelektrophorese, Gaschromatografie, etc...)

 ·    (marinen) Biotechnologie (Stressoren und Ihre Auswirkungen auf die Umwelt, Bioindikation)

 ·    Bioverfahrenstechnik (Anzucht von (marinen) Mikroorganismen, Fermentationstechniken),

 ·    Aquakultur (Kompetenzen zur Entwicklung wie auch zum Betrieb von entsprechenden Zuchtanlagen sowie zur Vorverarbeitung der Meeresfrüchte)

 ·    Naturstoffanalytik mariner Herkunft mit großem Potenzial für die Erzeugung von z.B. Medikamenten oder Kosmetika. 

Ein besonderes Highlight des Schwerpunktes ist die Exkursion nach Helgoland (6. Sem.; Projektstudium) in deren Verlauf die Studierenden lernen eigenständige wissenschaftl. Projekte zu entwickeln und zu präsentieren.  Diese Veranstaltung findet zum Teil in den Räumen der Biologischen Anstalt Helgoland (BAH) sowie in den Laboren der Hochschule Bremerhaven statt.

Die hierfür erforderlichen Kompetenzen werden im Schwerpunkt Marine Biotechnologie in Vorlesungen und Praktika und insbesondere in eigenständigen studentischen Projekten gemeinsam erarbeitet und entwickelt.

Damit sind die Studierenden des Schwerpunktes zudem optimal auf die Teilnahme am konsekutiven Master "Biotechnologie" an der Hochschule Bremerhaven vorbereitet.

Veranstaltungen des Lehrpersonals Marine Biotechnologie (Prof. Dr. Bela H. Buck, Dr. Bernadette Pogoda) im Bachelorstudiengang Maritime Technologien

Vorlesung Marine Flora und Fauna I (MFF I) (4. Semester):

Die Vorlesung „Marine Flora und Fauna I“ gibt eine Einführung in die Biologie von Meeresorganismen, sowie in die relevante Begriffswelt und bietet darüber hinaus einen Einblick in biotechnologische Anwendungen mariner Ressourcen. Dazu erfolgt zunächst die Vorstellung verschiedener Großtaxa (Mikro-/Makroalgen, Evertebraten, Vertebraten) der marinen Flora und Fauna. Dabei lernen die Studierenden Methoden zur Artbestimmung anhand von Bestimmungsliteratur. Zudem werden ausgewählte Organismenvergesellschaftungen unterschiedlicher Klimazonen betrachtet. Dieses dient als Grundlage, um den Nutzen mariner Ressourcen und biotechnologische Anwendungen vorzustellen.

Makroalgen, © B. H. Buck
Schlangenstern, © B. H. Buck
Seestern, © B. H. Buck
Seehase, © B. H. Buck

Vorlesung Marine Flora und Fauna II (MFF II) (5. Semester):

Diese Vorlesung ist ein Erweiterungskurs der vorangegangenen Vorlesung "MFF I". Im Wesentlichen werden hier die marinen Organismen in ihren unterschiedlichen Lebensräumen dargestellt. Wie haben sich die Organismen angepasst, welche Überlebensstrategien gibt es und was unterscheidet eine Muschel aus der Nordsee von einer aus den Tropen. In diesem Zusammenhang werden marine Ökosysteme (z. B. Mangrovenwälder, Schwemmlandtäler, Ästuare und Deltas, Tropen, Tiefsee, Steil- und Felsküsten, Kelpwälder und Seegraswiesen, Lagunen und Fjorde, Korallenriffe, künstliche Riffe) verschiedener Klimazonen (Arktis und Antarktis sowie das Leben im Eis, Nordsee, Ostsee, Mittelmeer) und deren Funktion vorgestellt. Im weiteren Verlauf wird der Nutzen mariner Ökosysteme und ihrer Ressourcen für den Menschen besprochen. Dabei werden u.a. anthropogen verursachte Schäden diskutiert. Bei der Ressourcengewinnung stehen biotechnologische Anwendungen diverser Organismen dieser Ökosysteme im Vordergrund.

 

Praktikum Marine Flora und Fauna II (5. Semester):

Im begleitenden Laborpraktikum erfolgt die Präparation verschiedener Evertebraten und Vertebraten. Dabei erlernen die Studenten anschaulich die Morphologie und Anatomie dieser Organismen und fertigen Übersichts- und Detailzeichnungen an. Dieser Kurs findet in den meeresbiologischen Laboren des AWIs auf Helgoland statt.

Links: "Lange Anna", Helgoland; Mitte oben: Felsenwatt; Rechts oben: Basstölpel; Mitte unten: Taschenkrebs; Rechts unten: Präparation eines Fisches; © B. H. Buck

Vorlesung Aquakultur (5. Semester):

In der Vorlesung „Aquakultur“ erhalten die Studierenden einen Einblick in die Zucht aquatischer Organismen (Makro- und Mikroalgen, Muscheln, Schnecken, Fische, Garnelen und Nischenprodukte) am Beispiel gegenwärtiger Kandidaten, sowie potentieller in einem Diversifikationsprozess identifizierter zukünftiger Arten. Dabei werden verschiedene Betriebsweisen und Zuchtmethoden und ökonomische Faktoren erläutert. Eine wesentliche Rolle spielen das Futter, dessen Inhaltsstoffe und Additive/Supplemente, sowie das erforderliche Futtermanagement. Diese Themen finden Anwendung im Bereich der landgestützten Kreislauftechnologie, sowie in der offshore Aquakultur. Auch nachhaltige Kulturmethoden (Polykultur, Hydroponic, IMTA) werden.

 

Praktikum Aquakultur (5. Semester):

Das begleitende Praktikum zur Vorlesung "Aquakultur" wird am Zentrum für Aquakulturforschung (ZAF) des Alfred-Wegener-Instituts durchgeführt.

Im Praktikum werden beispielhaft einige der in der Vorlesung behandelten umweltrelevanten Parameter anhand realer Proben ermittelt, sodass die Studierenden erlernen, die Bedeutung dieser Faktoren richtig einzuschätzen. Dabei werden u.a. Nährstoffenproben aus den Fischtanks im Tagesrhythmus entnommen und gedeutet, hydraulische Verweilzeiten an selbstgebauten RAS-Systemen getestet, Artemia gezüchtet und eine Anlagenplanung für eine Aquakultur-Anlage angefertigt.

Artemien-Inkubator, © L. Exler
Artemien-Eier, © L. Exler
Artemia salina (Larve), © L. Exler

Projektstudium Schwerpunkt MBT (6. Semester):

Im Rahmen dieser Veranstaltung lernen die Studierenden die selbstständige Planung und weitestgehend autonome Bearbeitung einer möglichst eigenständig gewählten biotechnologischen Fragestellung. Dies beinhaltet auch die technische Auslegung einer biotechnologischen Anlage, die Kalkulation der Investitions- und Betriebskosten und die technisch-wirtschaftliche Bewertung der Ergebnisse. Bei der Durchführung des Projektstudiums trainieren die Studierenden darüber hinaus Elemente des Projektmanagements. Um den Kurs erfolgreich abzuschließen und sinnvolle Lösungen bei der Ressourcenplanung und –einteilung zu erreichen, ist Teamwork unbedingt notwendig. Zur Probennahme und eventuellen Vorversuchen findet ggf. eine Exkursion nach Helgoland statt. Die Veranstaltung wird mit dem Erstellen eines Projektberichts und einer mündlichen Präsentation abgeschlossen, welche erlernte Qualifikationen des bisherigen Studiums erfordern.

Hälterungsbecken Kursraum Helgoland, © L. Exler
Seeigel, © L. Exler
Makroalgen, © L. Exler

Meeresbiologische Exkursion:

Im Rahmen der (jeweils eintägigen) meeresbiologischen Exkursionen werden marine Ökosysteme der deutschen Bucht und deren Formenvielfalt vorgestellt. Exemplarisch werden dabei das Ökosystem Düne und Strand (Spiekeroog) sowie das Ökosystem Wattenmeer (Dorum) mit seinen umliegenden Landschaftsformen besucht. Anhand der gesammelten Organismen werden marine Ressourcen erläutert, sodass die Studierenden einen Einblick in marine Naturstoffe mit marktwirtschaftlichem Potential und deren nachhaltige Nutzung gewinnen können.

Spiekeroog, © L. Exler
Dorum, © L. Exler
Pazifische Auster, © L. Exler