In der aquatischen Umwelt zeigen Pilze starke Interaktionen zu einer Vielzahl anderer Organismen, darunter Algen, Metazoen und Bakterien, die die pilzliche Diversifizierung vorangetrieben haben. Die Pilzevolution begann frühzeitlich in der aquatischen Umwelt. Die Verbindungen mit anderen Organismen führten zu vielen biotrophen Lebensweisen und einer großen phylogenetischen Vielfalt. Es ist wahrscheinlich, dass die frühen Wasserpilze bereits die funktionellen Merkmale ausbildeten, die zum Erfolg des Pilzreichs, als eine der vielfältigsten Organismengruppen der Erde, geführt hat. Trotz der recht umfangreichen Studien, die die Komplexität der aquatischen Mikrobiome untersuchen, sind weder die große phylogenetische Vielfalt der aquatischen Pilze noch die Wechselwirkungen der aquatischen Pilze mit anderen Organismen gut beschrieben. Dieses Paradoxon ist das Resultat von zu wenigen Studien, die aquatische Mikrobiome ganzheitlich untersuchen, und ist zudem auch der Tatsache geschuldet, dass die aquatischen Pilze nicht als solche erkannt werden. Wasserpilze erscheinen oft als unbekannte genetische Elemente ohne erkennbare Übereinstimmung mit unseren Datenbanken. Das veranlasste uns dazu, den Begriff Dunkle Materiepilze (DMP) zu etablieren, um die Unbekanntheit der frühen divergierenden Pilzlinien in der aquatischen Umwelt hervorzuheben. Einer der vielversprechendsten aquatischen Lebensräume zur Untersuchung von DMP und deren Wechselwirkungen mit anderen Organismen im kleinen Maßstab ist der aquatische Biofilm. Insbesondere heterotrophe Biofilme können einen hohen Anteil an DMP aufweisen, was die Aufklärung von DMP-Interaktionen und ökologischen Funktionen erleichtert. Es ist völlig unklar, welche organismischen Wechselwirkungen die Determinanten für die DMP in Biofilmen sind und inwieweit DMP die Biofilmstruktur beeinflussen. Das Verständnis der Ökologie und der Evolution von DMP bleibt aufgrund der Komplexität der natürlichen Gemeinschaften eine Herausforderung. Aufgrund der neuen methodischen Entwicklungen ist es nun jedoch möglich, durch Manipulationsexperimente an natürlichen sowie an Modell-Biofilmgemeinschaften eine konzeptionelle Sicht auf die DMP-Ökologie und -Evolution aufzubauen. Das Ziel der vorgeschlagenen Emmy Noether-Forschungsgruppe ist es, die grundlegende Ökologie und Evolution der aquatischen DMP zu verstehen. Durch die Kombination von Mikrodissektion, Hochdurchsatz-Kultivierung und molekularer Sequenzierung der nächsten Generation, werden wir herausfinden, wie und welche Pilz-Interaktionen mit Mikroben die gesamte Struktur und Funktion der mikrobiellen Gemeinschaft beeinflussen. Wir werden auch umfangreiche DMP-Barcode- und Genomdaten generieren, die als Schlüsselressourcen für das Erstellen einer robusten frühen Pilzphylogenie dienen werden, und es uns ermöglicht, die frühe Pilzevolution auf der Grundlage von Phylogenomik und biotrophen Interaktionen zu diskutieren.
Entwicklung molekularer Marker (Mikrosatelliten PCR, DNA-Sequenzen, DNA-Fingerprint) fuer Evolutionsforschung, Systematik, Biodiversitaet, Sozialsysteme, Forensik bei Pflanzen (Leguminosae, Labiatae, Orchidaceae), Insekten und Voegel.
Langzeitvorhaben der Akademie der Wissenschaften und der Literatur, Mainz. Das Projekt ist seit Januar 2002 im Nees-Institut für Biodiversität der Pflanzen an der Universität Bonn etablier. Da Projekt gliedert sich in drei Teilprojekte. Teilvorhaben A (Räumliche Diversitätsmuster - Analyse und kartographische Darstellung von der Mesoskala bis zur globalen Ebene): Ziel des Teilvorhabens ist die Untersuchung der räumlichen Muster der Biodiversität im globalen, kontinentalen und regionalen Maßstab. Es wird untersucht, inwieweit die Geodiversität eines Gebietes seine Biodiversität beeinflusst und welche Rolle historische Faktoren spielen. Die Untersuchung möglicher gemeinsamer Muster und Ursachen von biologischer und kultureller Vielfalt ist eines der Forschungsziele der Arbeitsgruppe (www.nees.uni-bonn.de/biomaps/biomaps.htm). Die räumliche Verteilung der globalen Artenvielfalt von Gefäßpflanzen wurde im bisherigen Projektverlauf durch Erweiterung der Datenbasis und Entwicklung von Interpolationsverfahren erheblich verfeinert. Auf kontinentaler Ebene liegt der Schwerpunkt auf Untersuchungen der Biodiversitätsmuster des Modellkontinents Afrika Im Rahmen des BIOLOG AFRICA (BIOTA) Projektes des BMBF (www.nees.uni-bonn.de/biomaps/biota.html). Auf regionaler Ebene wird das Teilvorhaben durch detaillierte Studien zur Flora Madagaskars und zu Biodiversität und Naturschutzstrategien in Bolivien ergänzt. Makroökologische Studien gehen der Frage nach, welche Faktoren die großräumigen Muster der Artenvielfalt steuern (www.nees.uni-bonn.de/biomaps/worldmaps.html). Teilvorhaben B (diversitätssteuernde Mechanismen in natürlichen Vegetationsinseln und fragmentierten Lebensräumen): Inselberge, als fragmentierte und sehr alte Habitate erlauben modellhaft Einblicke in die Rolle deterministischer Prozesse und stochastischer Einflüsse als diversitätssteuernde Mechanismen in tropischen Lebensgemeinschaften. Untersucht werden Inselberge in Südamerika (Pernambuco, Nordostbrasilien), Afrika (Kamerun) und Indien (Bundesstaaten Maharashtra, Karnataka und Kerala (www.biologie.uni-rostock.de/abt/botanik/inselbergs/dt-index.htm). Teilvorhaben C (Epiphyten als Struktur- und Interaktionselement der Diversität gestörter und ungestörter Tropenwälder): Epiphyten sind als nicht-parasitische Aufsitzerpflanzen charakteristische und artenreiche Elemente der Vegetation tropischer Gebiete. In diesem Teilvorhaben wird in Beispielräumen Lateinamerikas (Venezuela, Ecuador, Bolivien) untersucht, welchen Anteil Epiphyten an der Phytodiversität verschiedener primärer und sekundärer Tropenwaldstandorte haben. Zum Verständnis der Entstehungsmechanismen von Diversitätsmustern werden Tieflandregenwälder mit Gebieten hoher Geodiversität (Anden) verglichen. Die Kernfrage unseres Forschungsinteresses ist daher, wie Epiphyten auf natürliche und anthropogene Störungsregime reagieren und wie sich Habitatzerstörung und -fragmentierung auf Epiphytendiversität auswirkt (www.nees.uni-bonn.de/epiphyt.htm).
Diese Gruppe an Projekten umfasst mehrere Pflanzentaxa und geografische Regionen.
Ziel dieses Projektes ist die Analyse der biogeographischen Beziehungen der Flora der Insel Sokotra. Sie liegt im Indischen Ozean etwa 250 km vor dem Horn von Afrika und hatte in der Späten Kreide Kontakt zum Gondwanischen Festland. Sie beherbergt ca. 850 Gefäßpflanzenarten, von denen ca. 30 Prozent endemisch sind. Bisher wurden biogeographische Beziehungen sokotranischer Taxa zu Afrika, Arabien, Asien oder den Kanaren vermutet. Diese Hypothesen wurden meist nur anhand von morphologischen Daten aufgestellt. Mittels DNA-Sequenzierungen sollen die Phylogenien von sieben ausgewählten Gattungen rekonstruiert und miteinander verglichen werden. Mithilfe der molekularen Uhr soll herausgefunden werden, ob diese Pflanzen Relikte der alten Gondwana-Flora darstellen oder, ob sie erst in jüngeren Zeiten die Insel erreicht haben. Die Verbreitung der nächsten Verwandten gibt Hinweise auf die Herkunft der sokotranischen Arten. Darüber hinaus sollen die Besiedlungsgeschichte der Pflanzen des gesamten arabisch-sokotranisch-somalischen Raums rekonstruiert werden. Möglicherweise lassen sich biogeographische Muster erkennen, die mit ökologischen und/oder paläoklimatischen Daten korrelieren. Die Ergebnisse erhalten Anschluss an andere Projekte, die sich auf einer breiten Ebene mit der Naturgeschichte der Arabischen Halbinsel befassen.
Unter dem European Cooperative Programme/Genetic Resources ECP/GR (seit 1980) wurden bisher 8 Fachbereiche eingerichtet (z.B. Fachbereich Obstbau). Die Aktivitaeten der Fachbereiche in den einzelnen Laendern werden durch das jeweilige 'Nationale Programm zur Erhaltung pflanzengenetischer Ressourcen' gefoerdert. Der Zweck dieses Programms ist eine moeglichst breite Erfassung aller bisherigen Ergebnisse und die Koordination kuenftiger Aktivitaeten. Die zentrale Evidenz soll den Zugriff fuer spaetere Nutzer erleichtern. Es konnte bereits eine Reihe von Sortenerhaltern erreicht und die dort meist 'in situ' vorhandenen Sorten gesichert werden. Detailprojekte: Sortenerhaltung von Obst und Wein. Schnitt und Erziehungsversuch bei 5 wichtigen Apfelsorten auf unterschiedlichen Standorten. Erprobung verschiedener schorfresistenter Apfelsorten durch 4 oesterreichische Obstbauversuchsanstalten.
Im Rahmen des GLOPP-Projektes soll Biodiversitätsinformation für eine globale Inventur pflanzenpathogener Pilze zusammengestellt und kritisch überprüft werden. Das Ergebnis ist ein Informationssystem, dass auf der Basis einer einheitlichen Datenstruktur Informationen zum Wirtpflanzenspektrum, zur geographischen Verbreitung, sowie zur Taxonomie, Systematik, Morphologie, Phytopathologie und Molekularbiologie enthält. Das System vereinfacht die Bestimmung der Pilze und erlaubt Analysen, die zu einer Verbesserung des Systemverständnisses von Biodiversität führen. Wichtige Fragestellungen betreffen die Diversität der verschiedenen Verwandtschaftsgruppen, die Vielfalt der Wirtspflanzen, koevolutive Prozesse sowie zeitlich-räumliche Arealverschiebungen von Pathogenen. Aufgrund der zahlreichen wirtschaftlich wichtigen pilzlichen Pathogene hat das Projekt eine erhebliche sozioökonomische Bedeutung. Das Gesamtprojekt besteht aus den Teilprojekten: GLOPP-IT (Informationstechnik), GLOPP-Lit (Literaturerfassung), GLOPP-Oomycetes (Falsche Mehltaupilze), GLOPP-Erysiphales (Echte Mehltaupilze), GLOPP-Brände (Brandpilze, früher Ustilaginales s.l.) und GLOPP-Uredinales (Tropische Rostpilze).
Moose stehen seit längerem im Mittelpunkt des Interesses. Neben Untersuchungen an epiphyllen, blattbewohnenden Arten auf den Kanarischen Inseln, die dort erstmals umfassend dokumentiert werden konnten, entstanden Arbeiten zu tropischen Moosen im Projekt BRYOTROP im Rahmen eines Schwerpunktprogrammes der DFG. Derzeit wird eine Flora der Lebermoose von Rwanda vorbereitet. Im Rahmen der Kooperation mit dem IRST in Rwanda wurde eine Studie zum Vergleich der Epiphytenvegetaton anthropogener Standorte, Sekundärwälder und Primärwälder begonnen (siehe auch Flechten).Daneben wird seit 1981 an der Moosflora von Rheinland-Pfalz und insbesondere von Westerwald und Lahntal gearbeitet. Seit 1999 werden in einem vom Ministerium für Forschung, Lehre und Weiterbildung des Landes Rheinland-Pfalz geförderten Projekt die epiphytischen Flechten und Moose als Bioindikatoren im Westerwald erfasst.
Es werden Daten ueber Inventar, Verbreitung, Bestandssituation und Schutz sowie ueber biologische und oekologische Charakteristika der in Deutschland vorkommenden Wildpflanzenarten sowie international schutzrelevanter Arten fuer das BIG zugaenglich gemacht. Hierzu werden im Projektrahmen Datenstrukturen, Schnittstellen und Programme entwickelt, mit deren Hilfe im BfN vorhandene oder in Entwicklung befindliche Datenbanken funktional an das BIG angeschlossen werden koennen. Folgende Entwicklungsschritte sind vorgesehen: 1. Entwicklung eines Metainformationsmoduls und Portierung von LITFAS in WINDOWS; 2. Entwicklung einer Standard-Klassifikation und eines Strukturmodells fuer die Darstellung biologischer und oekologischer Charakteristika von Wildpflanzenarten; 3. Entwicklung von TAXON als taxonomisch-nomenklatorisches Referenzsystem fuer BIG-relevante Daten des BfN. Auf dem WEB-Server der ZADI wird die Administration der ORACLE-Datenbank waehrend der Laufzeit des Projektes gewaehrleistet.
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