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Artikelaktionen

Lenhart, Katharina, Dr.

Informationen

Dr. Katharina Lenhart

Funktion
Wissenschaftliche Mitarbeiterin


Dienststelle
Interdisziplinäres Forschungszentrum (IFZ)
Institut für Pflanzenökologie
Heinrich-Buff-Ring 26
35392 Gießen

Bereich E
Raum B426

 

Sprechzeiten
Nach Vereinbarung

 

Bei Anfragen für die Ausleihe aus dem Handapparat, bitte

 

Telefon
+49 (641) 99-35326

Fax
+49 (641) 99-35309

 

E-Mail


Curriculum Vitae

Curriculum Vitae

Curriculum Vitae

 

1979 in Gießen geboren

Verheiratet

2 Kinder

Academic education

 

 

Studium und wissenschaftliche Ausbildung

02/09

Promotion an der Justus-Liebig-Universität Gießen

„The effects of long-term Free Air CO2 Enrichment (FACE) on soil aggregation, soil carbon input, and ecosystem CO2 dynamics in a temperate grassland ecosystem“

11/04 - 04/07

Stipendiatin der Graduiertenförderung der Justus-Liebig-Universität Gießen

05/04

Diplom

Thema der Diplomarbeit: “Modeling the biomass production of a grassland ecosystem”

10/99 - 05/04

Studium der Biologie an der Justus-Liebig Universität-Gießen Vertiefungsrichtungen: Mikrobiologie, Genetik, Anthropologie, Pflanzenökologie und Naturschutz

 

Professional and academic career

 

 

Berufliche Tätigkeit

Seit 04/14

 

Vertretungsprofessorin am Institut für Pflanzenökologie, Professur für Geoökologie und Modellbildung

03/13 – 03/14

Förderung durch Margarethe-Bieber Stipendium der Justus-Liebig Universität

10/10 – 10/11

Elternzeit

10/09 - 03/14

Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz in der Arbeitsgruppe „ORCAS“ unter der Leitung von Dr. Frank Keppler

02/09 – 09/09

Elternzeit

04/07 - 04/09

Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Pflanzenökologie

 

 

Main research areas

 

Projekte

Forschungsprojekte

Quantification of methane sources and sinks in a plant-soil system

In recent years methane (CH4) production under oxic conditions and without the help of methanogenic Archaea has been shown for plants, fungi, and soil. But the scientific findings were largely obtained under sterile conditions. Likely, CH4 production rates under natural conditions (including e.g. animal feeding, changing oxygen and moisture conditions, interaction with other organisms) will differ from the emission rates obtained from sterile cultures. With this project we want to investigate for the first time the CH4 production and simultaneous microbial consumption in an aerated plant-soil system including fungi and microbes under controlled laboratory conditions.

The first goal is to develop a closed-chamber modular construction system where specific components of the plant-soil system and their interaction can be investigated with regard to CH4 production. Primarily, the interaction of plants and associated fungi will be explored. Separation of CH4 sources in soil will be achieved by using selective inhibitors. We address the questions how the presence of plants affects soil endogenic CH4 production and will use stable isotope labeling to trace the conversion of photosynthetically fixed CO2 to CH4. Moreover, we are interested in CH4 fluxes within the system. To test the existence of a possible connection between endogenic CH4 production and CH4 consumption we will simultaneously quantify CH4 production and consumption. A combination of isotope labelling techniques with molecular methods will be used to trace plant-derived CH4 within methanotrophic bacteria. The response of plant-derived CH4 emissions after caterpillar feeding and vermin infestation will be tested and temperature-induced changes in CH4 emissions will be related to metabolic activity.

The aim of this research project is to improve our understanding of CH4 fluxes in the plant-soil system via the quantification of CH4 production and consumption. Furthermore, our results might contribute to explain the variability of CH4 consumption in terrestrial ecosystems and may improve predictions of climate induced changes of ecosystem CH4 fluxes.

 

 

 

Forschungsprofil

Forschungsprofl

Forschungsprofil

 

 

Keywords:

Biogeochemie, Global Change, Spurengase (CH4, N2O), Marine Biologie, Terrestrische Ökologie, Kryptogamen, Algen, Pilze, Stressökologie, Ökotoxikologie

 

Forschungsfragen:

Mein Forschungsinteresse gilt dem Verstehen biologischer Prozesse, durch welche die klimarelevanten Spurengase Methan (CH4) und Lachgas (N2O) entstehen. In diesem Zusammenhang untersuche ich neben den höheren Pflanzen vor allem Kryptogamen, Pilze und marine Algen. In terrestrischen Ökosystemen erforsche ich in diesem Zusammenhang auch die Methankonsumption durch methanotrophe Bakterien, um dadurch die CH4-Flüsse auf ökosystemarer Ebene zu verstehen.

 

Terrestrische Ökologie

  • Wie wird die CH4-Bildung aus Pflanzen und Pilzen durch abiotische und abiotische Faktoren beeinflusst?
  • Beeinflussen sich Pflanzen und Pilze, die z.T. durch die Ausbildung von Mycorrhiza eng assoziiert sind, gegenseitig hinsichtlich ihrer CH4-Freisetzung?
  • Beeinflussen Pflanzen und Pilzen durch ihre CH4-Freisetzung die CH4-Oxidation assoziierter methanotrophe Bakterien im Boden?
  • Sind Pflanzen und Kryptogamen eine –im globalen Budget noch nicht berücksichtigte- Quelle für N2O?
  • Welche Faktoren (Temperatur, Feuchte, N-Verfügbarkeit) beeinflussen die N2O-Freisetzung?

 

Marine Biologie

  • Können marine Mikroalgen CH4 produzieren und wie wird es gebildet?
  • Welche Faktoren beeinflussen die CH4-Bildung?
  • Sind Algenblüten die Ursache für das „Ocean-Methane-Paradoxon“, dem bislang ungeklärten Phänomen einer CH4 -Übersättigung von Oberflächenwasser in den Ozeanen?

 

Durch eine Kooperation mit der Professur für Ökophysiologie der Pflanzen bin ich zudem involviert in die auf der Umwelt- und Klimafolgenforschung Leihgestern laufenden Untersuchungen zur Auswirkung des Klimawandels auf das System Pflanze-Boden. Dabei begleite ich die Langzeit-Untersuchung des Effekts von erhöhtem CO2 und erhöhter Temperatur auf die Bodenaggregation, den Kohlenstoffgehalt des Bodens und die Respiration im Grünland.

 

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Terrestrische Ökologie

Mit meiner Forschung möchte ich zu einem besseren Verständnis der Methan (CH4)-Bildung und Konsumption verschiedener Ökosysteme beitragen. Unterschiedliche Prozesse führen zu einer Bildung von CH4 im Boden, welches wiederum die Kohlenstoff- und Energiequelle für methanoxidierende Bakterien darstellt. Hier beschäftige ich mich insbesondere mit der CH4-Bildung durch Pflanzen und Pilze. Der erst seit wenigen Jahren bekannte CH4-Bildungsweg läuft, im Gegensatz zur CH4-Produktion durch strikt anoxische Archeen, auch unter oxischen Bedingungen ab. Allem voran interessiert mich dabei, ob dies Auswirkungen auf die ubiquitär verbreiteten und häufig eng mit Pflanzen in Rhizosphäre und Phyllosphäre assoziierten CH4-konsumierenden (methanotrophen) Bakterien hat. Ungeklärt ist die Frage, ob es einen Zusammenhang zwischen der endogenen CH4 Bildung eines Ökosystems durch Pflanzen und Pilze und der CH4-Konsumption gibt, und ob dies von Bedeutung für die CH4-Bilanz eines Ökosystems ist.

Um zu untersuchen, wie die Bildung von CH4 und N2O an physiologische Prozesse gekoppelt ist, und welche biotischen und abiotischen Faktoren die Emissionsraten beeinflussen, setze ich Pflanzen unterschiedlichen Stressoren wie z.B. Temperatur, physische Verletzung oder Pflanzenschädlingen aus. Ein Weg um die physiologischen Prozesse zu verstehen, ist die Identifizierung von Vorläuferverbindungen, aus denen CH4 oder N2O gebildet verwenden. Hierzu setze ich isotopisch markierte Verbindungen (13C, 15N) ein und kann durch Messung der Isotopensignatur in den Spurengasen (13CH4 bzw. 15N2O) erkennen, welche Verbindungen bzw. funktionelle Gruppen eines Moleküls zu CH4 bzw. N2O umgesetzt wurden. Die Isotopenmarkierung verwende ich auch, um CH4-Aufnahme und Produktion (d.h. die Bruttoraten) in naturnahen Systemen zu quantifizieren.

Erste Untersuchungen zur N2O-Freisetzung aus Pflanzen habe ich an Kryptogamen (Flechten und Moose) durchgeführt und dort den Einfluss von Temperatur, Feuchte und N-Deposition auf untersucht. Die hierbei gewonnenen Erkenntnisse werden zur Parametrisierung globale Modelle verwendet, um aufgrund der physiologischen Gegebenheiten die räumlichen N2O-Emissionen aus Kryptogamen global abzuschätzen. Basierend auf den an Kryptogamen gewonnenen Erkenntnissen experimentiere ich auch mit steril gezogenen höheren Pflanzen und untersuche die N2O Flüsse unter kontrollierten Bedingungen.

 

Marine Biologie

Obwohl Quellen und Senken von CH4 im Ozean gut erforscht sind, ist der biogeochemische CH4-Kreislauf des Ozeans noch nicht vollständig aufgeklärt. Im Ozean wird CH4 in tieferen, sauerstoffarmen Wasserschichten gebildet oder am Meeresgrund freigesetzte und während seines Aufstiegs durch die Wassersäule von methanotrophen Bakterien oxidiert. Der dabei entstehende CH4-Konzentrationsgradient in der Wassersäule zeigt jedoch ein -räumlich und zeitlich variierendes- Phänomen der CH4 Übersättigung von mit Sauerstoff übersättigtem (!) Oberflächenwasser. Daraus resultiert ein Fluss von CH4 aus dem Oberflächenwasser in die Atmosphäre. Vor diesem Hintergrund untersuche ich, ob Mikroalgen als Quelle für das oberflächennahe CH4 in Frage kommen. Um dies zu untersuchen, Algen-Monokulturen werden hierzu unter kontrollierten Laborbedingungen kultiviert und die Änderung der CH4-Konzentration in den Inkubationsgefäßen gemessen. Durch 13C-markierte Verbindungen (Bikarbonat, Methionin) identifiziere ich die Vorläuferverbindungen des gebildeten CH4 und möchte so die in die CH4-Bildung involvierten Stoffwechselwege eingrenzen.

Publikationen

Publikationen

 

Peer reviewed publications

Journal IF


 2016

Katharina Lenhart*, Claudia Kammann1,2, Pascal Boeckx3, Johan Six4 and Christoph Müller1,5: Quantification of ecosystem C dynamics in a long-term FACE study on permanent grassland

Katharina Lenhart, Thomas Klintzsch, Gerald Langer, Gernot Nehrke, Michael Bunge, Sylvia Schnell and Frank Keppler: Evidence for methane production by the marine algae Emiliania huxleyi

 2015

Lenhart, K. Althoff, F. Greule, M. and Keppler, F. “Technical note: Methionine, a precursor of methane in living plants”

www.biogeosciences.net/12/1907/2015/

 3.8

  2012

Lenhart K., Bunge M., Ratering S., Schnell S., Neu T., Zorn H., Schüttmann I., Müller, C. Kammann C., Greule M., Keppler F. „Evidence for methane production by saprotrophic fungi“ Nature communications, 10: 1046.

10.015

 

Jugold, A., F. Althoff, M. Hurkuck, M. Greule, K. Lenhart, J. Lelieveld and F. Keppler (2012). "Non-microbial methane formation in oxic soils" Biogeosciences 9(12): 5291-5301

4.178

 

Guenet B., Lenhart K., Leloup J., Giusti-Miller S., Pouteau V., Mora P., Nunan N. & Abbadie L. (2012) “Impact of long-term CO2 enrichment and moisture levels on soil microbial community structure and enzyme activities Geoderma, 170, 331-336

2.904

  2011

Wishkerman, A., Greiner, S., Ghyczy, M., Boros, M., Rausch, T., Lenhart, K., Keppler, F. (2011) „Enhanced formation of methane in plant cell cultures by inhibition of cytochrome c oxidase” Plant, Cell & Environment 34, 457-464

5.135

 

Shrestha, P. M., Kammann, C., Lenhart, K., Dam, B., Liesack, W. (2011). "Linking activity, composition and seasonal dynamics of atmospheric methane oxidizers in a meadow soil" ISME J. 1-12

8.951

  2009

Kammann, C., Hepp, S., Lenhart, K., Müller, C. (2009) “Stimulation of methane consumption by endogenous CH4 production in aerobic grassland soil.” Soil Biology & Biochemistry 41, 622–629

4.038

 

Regan, K., Kammann, C., Hartung, K., Lenhart, K., Müller, C., Philippot, L., Kandeler, E., Marhan, S. (2009) „Can differences in microbial abundances help explain enhanced N2O emissions in a permanent grassland under elevated atmospheric CO2?” Global Change Biology 17, 3176-3186

6.91

  2007

Denef, K., Bubenheim, H., Lenhart, K., Vermeulen, J., Van Cleemput, O., Boeckx, P., Müller, C. (2007) “Community shifts and carbon translocation within metabolically-active rhizosphere microorganisms in grasslands under elevated CO2Biogeosciences 4, 769-779

4.178

 

 

 

Not peer-reviewed publications

  2013

Lenhart, K., Keppler, F. (2013) „Pilze – eine neu entdeckte Methanquelle“ in: Jahrbuch der Max-Planck-Gesellschaft

http://www.mpic.de/fileadmin/user_upload/pdf/Presse/mpch_JB_2013.pdf

  2009

Grünhage, L., Hanewald, K., Dörger, G., Schmid, T. Jäger, H.-J., Kammann, C., Lenhart, K., Streitfert, A. (2009) „Die Natur hilft nicht den CO2-Anstieg zu bremsen“ in: Wasser und Abfall 10/2009, 43-47.

  2008

Lenhart, K. (2008) The effects of long-term Free Air CO2 Enrichment (FACE) on soil aggregation, soil carbon input, and ecosystem CO2 dynamics in a temperate grassland ecosystem.“ Dissertationsschrift der Justus-Liebig Universität Gießen, 134 S.

http://geb.uni-Giessen.de/geb/volltexte/2009/6821/

  2007

Grünhage, L., Jäger, H.-J., Kammann, C., Lenhart, K., Schmidt, S.W., Dörger, G., Hanewald, K., Wolf, H. (2007) „Umweltbeobachtungs- und Klimaforschungsstation Linden“ Faltblatt des Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie, Wiesbaden

 

Lenhart, K., Kammann, C., Argüello-Montserrat, E., Six, J., Boeckx, P., Jäger, H.-J., Müller, C. (2007) The effects of a moderate long-term Free Air CO2 Enrichment (FACE) on soil aggregation and soil organic carbon content of a temperate grassland soil” in: Grassland Science in Europe 12, 263-266

  2004

Lenhart, K. “Modelling the biomass production of a grassland ecosystem” Diploma thesis, Justus-Liebig Universität Gießen

 

 

 

Abstracts & proceedings

  2013

Althoff, F., Lenhart, K. Greule, M. Keppler, F. (2013) „Amino acids as precursors of methane in living plants” GASIR-Conference, Braunschweig

  2012

Lenhart, K. Althoff, F., Greule, M., Keppler, F. (2012) “Position-specific 13C labeling as a tool to identify precursors of methane in plants and fungi” Jesium Conference, Leipzig

 

Lenhart, K., Keppler, F. “The effects of N-supply on greenhouse gas (CH4) emissions of fungi” (2012) Workshop on Nitrogen cycling in terrestrial ecosystems: methods and outlook; Sept 7-14, Nanjing, China

  2011

Lenhart K., Bunge, M., Ratering, S., Schnell, S., Müller, C., Kammann, C., Zorn, H., Neu, T., Greule, M., Keppler, F. (2011) „Saprophytic fungi – am unseen source of methane?“ GASIR Conference, Villingen, Switzerland

  2008

Lenhart, K., Kammann, C., Müller, C., Jäger, H.-J. (2008) Long-term monitoring of C dynamics in a temperate grassland ecosystem via stable isotopes (13C) in a Free Air CO2 Enrichment (FACE) experiment.” In: Blum, W.E.H. et al. (Eds.) Eurosoil 2008, Book of Abstracts, S. 21

 

Lenhart, T., Lenhart K. (2008) “Effects of climate change on soil hydrological processes - A simple risk assessment.” In: Blum, W.E.H. et al. (Eds.) Eurosoil 2008, Book of Abstracts, S. 46t

  2007

Lenhart, K., Kammann C., Jäger H.-J., and Müller C. (2007)“Changes in Corg content and soil aggregation following 8 years of a moderate Free Air Carbon dioxide Enrichment (FACE)” GFÖ Conference, Marburg

 

 

Lehrphilosophie

Lehrphilosophie

Für mich geht der Bildungsauftrag der Hochschulen über den Erwerb von Fachwissen hinaus, wesentlich ist für meine Lehrveranstaltungen die Förderung der Kompetenz kritischen und analytischen Denkens und der damit verbundenen Fähigkeit, eigenständig neues Wissen zu generieren. Dies gelingt mir, indem ich Studierende beispielsweise mit provozierenden Statements konfrontiere oder kontroverse Ansichten in Rollenspielen diskutieren lasse. Ziel ist es, dass Studierende sich eine auf Fachwissen basierende und fundierte Meinung bilden und diese auch vertreten können.

In meiner Rolle als Dozentin habe ich eine Vorbildfunktion für die Studierenden, die über die reine Wissensvermittlung hinausgeht. Ich verstehe es als Voraussetzung einer effektiven und nachhaltigen Lehre, eine offene und vertrauensvolle Lern- und Arbeitsatmosphäre zu schaffen, in der ein selbstbestimmtes und eigenverantwortliches Lernen ermöglicht wird. Um dies zu erreichen, spreche ich zu Beginn einer Lehrveranstaltung nicht nur über meine eigenen Erwartungen, sondern auch über die Erwartungen meiner Studierenden. Dies beinhaltet insbesondere meine an die jeweils vorgegebene Prüfungsform angepassten Bewertungskriterien. Geltende Regeln werden klar definiert und begründet. Die Motivation und Lernbereitschaft meiner Studierenden fördere ich, indem ich Fachwissen in Bezug auf fachverwandte Disziplinen vermittle und an vorhandenes Vorwissen anknüpfe. Außerdem lege ich großen Wert auf Praxisbezug und eine spätere Anwendungsmöglichkeit des zu vermittelnden Wissens.

Ich verfolge den Anspruch einer nicht nur zielgerechten, sondern auch lernerorientierten Wissensvermittlung. Um den individuellen Ansprüchen einer heterogenen Studierendenschaft gerecht zu werden und den Lernprozess optimal zu gestalten, habe ich in meiner Sprechstunde stets ein offenes Ohr für die Probleme meiner Studierenden und bin bestrebt, in kritischen Situationen frühzeitig Lösungen zu finden. Da selbstbestimmtes Lernen Freiräume braucht, schaffe ich in meinen Lehrveranstaltungen Raum für individuelle Interessen, indem ich – z.B. bei der Vergabe von Seminarthemen – größtmögliche Wahlfreiheiten lasse. Ich ermögliche und begleite so einen Lernprozess, den jede/r Studierende für sich eigenverantwortlich ausgestaltet. Wichtig ist mir in diesem Rahmen eine frühzeitige und regelmäßige Überprüfung des Lernfortschritts, um rechtzeitig etwaige Defizite aufzuarbeiten. Dazu verwende ich formative Tests, die mittels eLearning auch fernab des Campus zeitlich flexibel durchführbar sind. Um die Vergleichbarkeit der individuellen Leistungen zu gewährleisten lehne ich es jedoch ab, meine Leistungsanforderungen in Einzelfällen zu reduzieren.

Als Dozentin habe ich nicht nur den Anspruch, kontinuierlich eine gute Lehre durchzuführen, sondern diese auch immer wieder zu verbessern und flexibel an neue Gegebenheiten anzupassen. In diesem Zusammenhang vertrete ich das Konzept des Lifelong learnings, und reflektiere nach jeder Lehrveranstaltung, ob mein Lehrkonzept funktioniert hat und welche Elemente ich beim nächsten Mal beibehalten bzw. anders gestalten würde. Wichtig ist mir auch das Feedback der Studierenden, sowie bei neuen Lehrkonzepten oder Lehrinhalten eine kollegiale Beratung. Um meine Lehre auch weiterhin innovativ zu gestalten, besuche ich regelmäßig Veranstaltungen zur eigenen hochschuldidaktischen Weiterbildung.