Subterrane Ökosysteme beherbergen eine breite Vielfalt spezialisierter und endemischer Organismen, die einen einzigartigen Bruchteil der globalen Vielfalt ausmachen. Darüber hinaus leisten sie entscheidende Beiträge der Natur für die Menschen – insbesondere die Bereitstellung von Trinkwasser für mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung. Diese unsichtbaren Ökosysteme werden jedoch bei den Biodiversitäts- und Klimaschutzzielen für die Zeit nach 2020 übersehen. Nur 6,9 % der bekannten subterranen Ökosysteme überschneiden sich mit dem ´Netzwerk von Schutzgebieten. Zwei Haupthindernisse sind für diesen Mangel an Schutz verantwortlich. Erstens bleiben subterrane Biodiversitätsmuster weitgehend unkartiert. Zweitens fehlt uns ein mechanistisches Verständnis der Reaktion subterraner Arten auf vom Menschen verursachte Störungen. Das DarCo-Projekt zielt darauf ab, subterrane Biodiversität in ganz Europa zu kartieren und einen expliziten Plan zur Einbeziehung subterraner Ökosysteme in die Biodiversitätsstrategie der Europäischen Union (EU) für 2030 zu entwickeln. Zu diesem Zweck haben wir ein multidisziplinäres Team führender Wissenschaftler in subterraner Biologie und Makroökologie zusammengestellt und Naturschutz aus einem breiten Spektrum europäischer Länder. Das Projekt gliedert sich in drei Arbeitspakete, die der direkten Forschung gewidmet sind (WP2-4), plus ein viertes (WP5), das darauf abzielt, die Verbreitung der Ergebnisse und das Engagement der Interessengruppen für die praktische Umsetzung des Naturschutzes zu maximieren. Zunächst werden wir durch die Zusammenstellung bestehender Datenbanken und die Nutzung eines kapillaren Netzwerks internationaler Mitarbeiter Verbreitungsdaten, Merkmale und Phylogenien für alle wichtigen subterranen Tiergruppen sammeln, einschließlich Krebstiere, Mollusken, Insekten und Wirbeltiere (WP2). Diese Daten werden dazu dienen, die Reaktionen von Arten auf menschliche Bedrohungen mithilfe der hierarchischen Modellierung von Artengemeinschaften (WP3) vorherzusagen. Die Vorhersagen der Modelle zur Veränderung der biologischen Vielfalt werden die Grundlage für eine erste dynamische Kartierung des subterranen Lebens in Europa bilden. Durch die Verschneidung von Karten von Diversitätsmustern, Bedrohungen und Schutzgebieten werden wir einen Plan zum Schutz der subterranen Biodiversität entwerfen, der das aktuelle EU-Netzwerk von Schutzgebieten (Natura 2000) ergänzt und gleichzeitig klimabedingte Veränderungen in subterranen Ökoregionen berücksichtigt (WP4). Schließlich versuchen wir durch gezielte Aktivitäten in WP5, das gesellschaftliche Bewusstsein für subterrane Ökosysteme zu schärfen und Interessengruppen einzuladen, die subterrane Biodiversität in multilaterale Vereinbarungen einzubeziehen. In Übereinstimmung mit dem europäischen Plan S werden wir alle Daten offen und wiederverwendbar machen, indem wir eine zentralisierte und offene Datenbank zum subterranen Leben entwickeln – die Subterranean Biodiversity Platform.
Im letzten Jahrzehnt nahm die Prävalenz Extended-Spektrum Beta-Laktamase (ESBL) (1)- bildender Escherichia coli in Human- und neuerdings auch Tiermedizin dramatisch zu. Phylogenetische Analysen mittels Multilokus-Sequenztypisierung belegen eine Assoziation dieser multiresistenten Bakterien mit bestimmten Sequenztypen (STs). Innerhalb dieser ESBL-STs existieren pandemische klonale Linien, die in unterschiedlichsten Habitaten auftreten. Sie werden in klinischen aber auch in Wildtier- und Umwelt-proben nachgewiesen, somit unabhängig von einem konstanten Antibiotika-Selektionsdruck. Die ESBL-Linien ST131 und ST648 zeigen eine für E. coli ungewöhnliche Kombination von Resistenz und Virulenz. Dies kann der entscheidende Faktor für die pandemische Ausbreitung dieser Sequenztypen sein. Im vorliegenden Antrag sollen die zugrundeliegenden Mechanismen dieses Phänomens anhand folgender Hypothesen aufgeklärt werden: Stämme der Linien ST131 und ST648 besitzen (i) eine erhöhte-Plasmidaufnahme-Aktivität; (ii) ein phylogenetisch determiniertes Kerngenom, dessen Interaktion mit dem Plasmidgenom in erhöhter Virulenz oder Virulenz-unabhängiger Adaptation an bestimmte Habitate resultiert; (iii) im Kern- bzw. akzessorischen Genom unabhängig vom aufgenommenen Plasmid definierte Metabolismus-/Virulenzfunktionen, die eine erweiterte Habitatfunktion bedingen. Die Veri- bzw. Falsifizierung der Hypothesen erfolgt zunächst auf Basis von in silico-Analysen der DNA-Sequenzen von Plasmiden und Genomen dieser pandemischen ESBL-STs. Mit Hilfe eines in vivo Screenings im natürlichen Habitat Vogeldarm werden Wildtypstämme der ESBL-STs ausgewählt bei denen anschließend Kandidatengene aus den Bereichen Metabolismus und Virulenz deletiert werden. Die Auswahl dieser Kandidatengene wiederum erfolgt auf Transkriptom- (RNA-Sequencing) und Phänotyp-Ebene (phänotypischer Makroarray) sowie basierend auf der Genomanalyse und den in vivo Screenings. Abschließend werden diese Gene auf ihre in vivo-Relevanz mittels Deletionsmutanten in demselben Hühner-Infektionsmodell funktionell analysiert.
Schwerpunkt: publizistische Behandlung von Umwelt und Entwicklung, vor allem im Bereich Meeresbiologie.
Die Familie der Halacaridae (Meeresmilben) ist die einzige unter den Milben, die vollständig an ein Leben im Meer angepasst ist, sie besiedelt den Bereich von der oberen Gezeitenlinie bis in die Tiefseegräben. Mit einer Körpergröße von 200-500mym gehört sie zur Meiofauna. Halacariden sind ausschließlich Benthos-Bewohner, Verbreitungsstadien sind unbekannt. Sie haben mit meist nur einer Generation per Jahr und selten mehr als 20 Eiern per Weibchen eine äußerst geringe Fortpflanzungsrate. Zur Zeit sind etwa 900 Arten bekannt. Die bis 1990 zur Schwarzmeer Halacaridenfauna publizierten Daten deuteten bei einigen Gattungen auf einen engen Bezug zur Mittelmeerfauna hin, nicht aber zu der des Nord-Ostseeraumens. Für andere Gattungen galt das Umgekehrte. Daraus ergaben sich die Fragen: lassen sich diese Verbreitungsmuster mit der geologischen Vergangenheit des Schwarzen und des Mittelmeeres und der ehemaligen Verbindungen zum Nord-Ostseeraum klären, und lassen sich daraus Rückschlüsse auf Entwicklungsgeschichte und Lebensweise dieser Meeresmilben Gattungen ziehen? Die Deutung der Fauna steht und fällt mit der richtigen Bestimmung der Arten. Durch eigene Probennahmen soll reichhaltiges Tiermaterial, einschließlich der für die taxonomische Bearbeitung erforderlichen biologischen und ökologischen Daten, erhalten werden.
Es wird die taxonomische Revision kritischer Gattungen der cyanobakteriellen Flechtenfamilie Lichnaceae (Lichinales, lichenisierte Ascomycetes) angestrebt. Dazu sollen auch Fragen zur Stammesgeschichte und Phylogeographie der Gattungen und ihrer Arten geklärt werden. Die Gattungen Lichinella (inkl. Gonohymenia), Peccania und Pterygiopsis gehören zu den artenreichsten der Lichinaceae. Die Sippen weisen in den Trockengebieten der Erde eine hohe Artenvielfalt auf. Lokal können sie in kryptogamenreichen Habitaten beträchtlichen Anteil an der Phytodiversität haben. Das trifft auch auf die Wüstengebiete im Südwesten der USA und im nördlichen Mexiko zu. Die rezenten Verbreitungsmuster von Arten der Lichinaceae im Gebiet sind jedoch sehr verschieden. Neben Neoendomiten kommen auch Sippen mit weltweiter, aber oft disjunkter Verbreitung vor. Letztere sind offenbar Plaeoendemiten. Die Daten sind jedoch sehr lückenhaft, was auf die gesamte Familie zutrifft. Hinzu kommen noch unbeschriebene Taxa sowohl aus Südwest Nordamerika als auch aus anderen Verbreitungszentren wie dem Nahen und Mittleren Osten. Es soll daher eine geographisch abgegrenzte Revision kritischer Sippen mit der Frage nach deren evolutiver Entfaltung weltweit verbunden zu werden.
Linum (Lein) als extratropisch-weltweit verbreitete Gattung wird phylogenetisch analysiert. Ein wichtiges Ziel dieser Analyse ist die Erkennung weltweiter biogeographischer Beziehungen.
Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Keupp im Institut für Paläontologie der Freien Universität Berlin beschäftigt sich seit mehreren Jahren erfolgreich mit der Paläobiologie von Ammonoideen und anderen Cephalopoden. Spirula, ein 'lebendes Fossil', ist die einzige rezente Coleoiden-Gattung mit spiralig eingerolltem, vom Weichkörper umhüllten Gehäuse. Der Protoconch (frühontogenetische Schale), das Proseptum und das Ende des Siphonalrohres von Spirula ähneln, anders als bei Sepia und Nautilus, sehr dem der Ammonoidea. Spirula kann somit Modellcharakter für die Embryonalentwicklung insbesondere der Schalen- und Siphonalentwicklung von Ammonoideen haben. Das vorgelegte Forschungsvorhaben soll klären, ob es sich bei Spirula um eine oder mehrere Arten handelt. Die Notwendigkeit der Beantwortung der Frage nach der phylogenetischen Einordnung von Spirula drängt sich aufgrund widersprüchlicher Daten auf. Beide Fragestellungen werden anhand molekularer Daten (DNA-Sequenzen) analysiert. Die Embryologie von Spirula, über die bislang nur Vermutungen angestellt wurden, soll detailliert untersucht werden.
Holz, das hauptsaechlich aus Cellulose, Hemicellulose und Lignin besteht, ist eine Hauptquelle fuer erneuerbare Rohstoffe. Neben der industriellen Nutzung der Cellulose nimmt auch das Interesse an mikrobiellen hemicellulolytischen Enzymen zu, um oligomere Produkte aus komplexen Polysacchariden zu gewinnen. Im Hinterdarm von Termiten hat sich seit Jahrmillionen eine spezifische mikrobielle Flora etabliert, die am Lignocelluloseabbau beteiligt ist. Diese Flora besteht aus Bakterien, Archaebakterien, Hefen und Flagellaten. Wegen der symbiontischen Wechselwirkungen zwischen Insekten und Mikroorganismen wird Holz wesentlich effektiver abgebaut als durch Mikroorganismen allein. Ziel dieser Untersuchungen ist es, die mikrobielle Darmflora systematisch einzuordnen, biochemisch zu charakterisieren und ihre Rolle beim Lignocelluloseabbau aufzuklaeren. Die gewonnenen Erkenntnisse ueber den mikrobiellen Holzabbau lassen sich dann moeglicherweise bei der technischen Nutzung von Rohstoffen aus Holz einsetzen.
Methanoxidierende Bakterien existieren vor allem in den (mikro)oxischen Grenzflächen anoxischer methanogener Standorte. Sie sind aber auch in nicht gefluteten Böden gegenwärtig, welche nur selten als methanogene Quelle fungieren. Solche Böden wirken oft als mikrobielle Senke für atmosphärisches Methan (Konzentration ca. 1.7 ppmv). Bisher ist nicht bekannt, wie sich methanotrophe Bakterien an solche substratarmen Bedingungen anpassen bzw. diese überdauern. Wir beabsichtigen daher zu untersuchen, welche methanotrophen Bakterien unter oligotrophen Bedingungen fähig sind zu überleben oder gar zu wachsen. Ausgangspunkt dieser Analysen wird eine Sammlung von über 100 Stämmen sein, welche von Mitarbeitern des Instituts aufgebaut worden ist. Es soll die spezifische Affinität zum Methan, die Minimalkonzentration an Methan notwendig zum Wachstum und die Fähigkeit dieser Stämme die Nichtverfügbarkeit von Methan zu überdauern bestimmt werden. Ferner wird untersucht, ob zwischen den physiologischen Eigenschaften und der Phylogenie der untersuchten Stämme eine Korrelation besteht. Im zweiten Forschungsschwerpunkt soll die Übertragbarkeit der im Labormaßstab erzielten Ergebnisse auf die Freilandsituation überprüft werden. Dabei soll unter Anwendung molekularökologischer Techniken der Frage nachgegangen werden, ob in solchen Böden, welche eine Senke für atmosphärisches Methan darstellen, nur definierte Species bzw. phylogenetisch koherente Gruppen an methanoxidierenden Bakterien nachweisbar sind. Gensonden und PCR-gestützte Nachweissysteme für methanotrophe Gruppen werden in definierten Mischungen methanotropher Bakterien gewachsen unter methanlimitierten Bedingungen die dominanten Methanotrophen zu identifizieren.
Gegenstand des Forschungsprojektes ist eine Untersuchung der Phylogeographie ausgewählter Taxa eierlegender Zahnkarpfen (Cyprinodontiformes, Aplocheilidae) mit molekulargenetischen Methoden. Es soll die Hypothese getestet werden, ob Evolution und Radiation in dieser Fischgruppe entscheidend durch die historische und rezente Entwicklung des zentralafrikanischen Regenwaldes beeinflußt wurde. Aufgrund der engen Habitatbindung der untersuchten Artgruppen an den Regenwald wird diese Hypothese von den bisherigen Bearbeitern favorisiert. Für die betrachteten Taxa soll das Ausmaß der genetischen Unterschiede zwischen den Arten und den verschiedenen Populationen ermittelt werden, um Rückschlüsse auf Biogeographie, Phylogenie, Artbildungsprozesse und Evolutionsverlauf ziehen zu können. die biogeographischen und phylogenetischen Ergebnisse sollen dann mit den vorliegenden Daten zur Geologie und zur Regenwaldgenese verglichen werden, um festzustellen, ob hier eine Korrelation vorliegt und sich dadurch weitere Details zur bisher nur in groben Zügen bekannten Genese west- und zentralafrikanischer Regenwaldgebiete gewinnen lassen. Die betrachteten Verbreitungsgebiete umfassen dabei mehrere der angenommenen Regenwaldrefugien im Bereich Nigeria, Kamerun, Äquatorial Guinea und Gabun.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 184 |
| Europa | 1 |
| Land | 3 |
| Weitere | 1 |
| Wissenschaft | 104 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 182 |
| Repositorium | 2 |
| Taxon | 1 |
| Text | 2 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 4 |
| Offen | 183 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 156 |
| Englisch | 54 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 2 |
| Keine | 145 |
| Webseite | 40 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 106 |
| Lebewesen und Lebensräume | 187 |
| Luft | 51 |
| Mensch und Umwelt | 182 |
| Wasser | 74 |
| Weitere | 182 |