Das Projekt "CODENET: Kokkolithophoride evolutionaere Biodiversitaet und Oekologienetz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung e.V. (AWI) durchgeführt. 1. Evolutionary biodiversity: A study of diversity of coccolithophorid biology relative to higher level phylogeny. Objectives: - Determine the major patterns of biodiversity in coccolithophorid life-cycles, biomarker composition, photosynthetic pigments, cytology and plastid genome.- Re-evaluate the phylogeny of the coccolithophorids using separate and combined analyses of: molecular genetic, morphological, biochemical and palaeontological data. - Calculate divergence times of groups and rates of evolution, including molecular clock calibrations. - Reconstruct the sequence of major evolutionary steps in coccolithogenesis, lipid biochemistry, plastid evolution, and life cycle differentiation. 2. Microevolution and species-level variation: A study of microevolutionary pattern and process, species concepts, and the significance of fine-scale genotypic diversity. Objectives: - Evaluate which aspects of variation represent genotypic vs. ecophenotipic or ontogenetic variation. - Determine whether intra-specific variability in morphology, physiology and biochemistry are correlated, defining discrete sub-species. - Determine whether microevolution occurs by (sub-)species selection or effectively sympatric evolution within ocean-scale populations. 3. Ecology: An investigation of the prime constraints on coccolithophorid ecology and the ecological significance of biodiversity within the coccolithophorids. Objectives: - Determine whether coccolithophorids as a group occupy a distinctive ecological niche, and if so characterise it. - Determine which aspects of intra- or inter-specific assemblage variation are most valuable for palaeoecological calibrations and develop palaeoecological proxies. - Determine the extent to which coccolithophorid carbonate accumulation rate is affected by species composition and evolution.
Das Projekt "Basistechnologien Kooperationsprojekt: Zellfreie Biomineralisation am Beispiel von Calciumcarbonat: Ein Weg zur in-vitro Synthese von hochstrukturierten Komposit-Materialien (ZeBiCa2)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Bio- und Lebensmitteltechnik, Bereich III: Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Die Untersuchung der Prinzipien biologischer Systeme und ihrer Synthesewege für die Bildung hochstrukturierter Kompositmaterialien aus Calciumcarbonat (CaCO3) und deren Nutzung als neue Basistechnologie sind Inhalt des Forschungsvorhabens. Als Modellorganismus dient die Coccolithophoride (Kalkalge) Emiliania huxleyi, eine marine, einzellige Alge, welche einzigartige Strukturen aus CaCO3, die Coccolithen, bilden kann. Die intrazelluläre Kalkbildung wird durch Prozesse reguliert, welche die Akkumulation der Ausgangsstoffe (Calcium und anorganischer Kohlenstoff), die Kristallkeimbildung und das Wachstum kontrollieren. Derzeit lassen sich Coccolithen, für die ein industrielles Interesse besteht, nur ressourcenintensiv aus Algen gewinnen. Das Gesamtziel des Projektes besteht darin, durch experimentelle und modellbasierte Analysen den Prozess der Coccolithenbildung in Emiliania huxleyi so weit zu verstehen, dass eine Reduktion auf wesentliche Prozesskomponenten sowie strukturgebende Elemente und damit eine Übertragung auf zellfreie Systeme möglich wird. Als Ergebnis soll ein weitgehend zellfreies Verfahren entwickelt werden, das steuerbar und effektiv die metabolischen Mechanismen der Zellen für die Produktbildung in intrazellulären Kompartimenten nachbildet. Ein solches Verfahren bietet die Möglichkeit größere Mengen definierter Partikel mit hoher räumlicher und zeitlicher Effizienz zu erzeugen.