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SFB 1211: Evolution der Erde und des Lebens unter extremer Trockenheit
Fachliche Zuordnung
Geowissenschaften
Agrar-, Forstwissenschaften und Tiermedizin
Biologie
Medizin
Agrar-, Forstwissenschaften und Tiermedizin
Biologie
Medizin
Förderung
Förderung seit 2016
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Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 268236062
Wasser ist das prägende Merkmal der bewohnbaren Erde; es ist essentiell für alles Leben, wie wir es kennen. Die Entwicklung des Lebens in extrem wasserlimitierten Regionen, welche große Teile der Erde bedecken, ist unzureichend verstanden. Ähnlich dem Leben, hinterlassen wassergetriebene Prozesse einzigartige Spuren auf der Erdoberfläche. Der Mars ist der einzige andere Planet, von dem bekannt ist, dass er die Spuren wassergetriebener Oberflächenprozesse trägt, wenn diese auch fossil und von großem Alter sind. Die langsamen Oberflächenprozesse, die auch in der nahezu vollständigen Abwesenheit von flüssigem Wasser ablaufen können, sind im Wesentlichen unbekannt. Es ist offenkundig, dass transiente Episoden mit erhöhter Wasserverfügbarkeit in extrem wasserlimitierten Gebieten langanhaltende Spuren hinterlassen. Bezeichnenderweise wurden diese Spuren von Schüben der Evolution der Landoberfläche selten mit Schüben der biologischen Kolonisation/Evolution in Verbindung gebracht, obwohl sich beide auf den gleichen Auslöser beziehen: Wasser. Für die beantragte zweite Phase ist das Ziel des SFB Evolution der Erde und des Lebens unter extremer Trockenheit, unsere Forschung über die wechselseitigen evolutionären Beziehungen zwischen Erdoberfläche und Biota zu vertiefen. Zielgebiete sind trockene bis hyperaride Systeme, in denen sowohl Biota als auch Erdoberflächenprozesse im Wesentlichen durch die Verfügbarkeit von Wasser limitiert sind. In der ersten Phase haben wir uns auf die Atacama-Wüste als Arbeitsgebiet konzentriert, in der zweiten Phase wollen wir unser Gebiet um die Namibwüste erweitern, um die evolutionären Trajektorien der beiden ältesten Wüsten der Erde zu vergleichen. Aufbauend auf den Ergebnissen der ersten Phase, wollen wir die prägenden Merkmale biologischer Aktivität am Wasserlimit der bewohnbaren Erde eingrenzen und Erdoberflächenprozesse beschreiben, die in der weitgehenden Abwesenheit von flüssigem Wasser ablaufen. Unser Ziel ist es, Schwellenwerte für die biologische Kolonisation und die fluviale Transformation von Landschaften zu charakterisieren, Kipppunkte biotisch und abiotisch kontrollierter Erdoberflächensysteme zu identifizieren und detaillierte langfristige terrestrische Klimaaufzeichnungen der ältesten und trockensten Zonen der Erde zu erstellen. Die chronometrischen und räumlichen Informationen über die Besiedlung durch und Radiation von Biota werden mit der Landschaftsentwicklung und ihrem gemeinsamen Treiber Klima in Zusammenhang gebracht. Aufbauend auf den Ergebnissen der ersten Phase wollen wir in der zweiten Phase einheitliche numerische und konzeptionelle Modelle der landschaftlichen und biologischen Koevolution erstellen und gemeinsame genetische Merkmale biologischer Anpassung an aride Bedingungen untersuchen.
DFG-Verfahren
Sonderforschungsbereiche
Laufende Projekte
- A01 - Modernes und früheres Klima: Untersuchung der atmosphärischen Wasserversorgung der Atacama-Wüste und vergleichende Studien mit der Namib-Wüste (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Crewell, Susanne ; Löhnert, Ulrich )
- A02 - Klimageschichte: Miozäne bis rezente Niederschlagsgeschichte der Atacama- and Namib-Wüsten (Teilprojektleiter Melles, Martin ; Wennrich, Volker )
- A03 - Super-Ensemble Simulationen von äolischen und Klimaprozessen in der Atacama Wüste auf geologischen Zeitskalen und deren Auswirkungen auf das Leben am Trockenlimit (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Fiedler, Stephanie ; Shao, Yaping )
- A04 - Kontinent-Ozean-Kopplung zwischen Humboldtstrom und paläoklimatischen Schwankungen der Atacama-Wüste im Neogen (Teilprojektleiter Grunert, Patrick ; Petersen, Jassin )
- B01 - Biogeographische Geschichte von assoziierten Pflanzenarten (Teilprojektleiter Koch, Marcus ; Luebert, Federico ; Quandt, Dietmar ; Weigend, Maximilian )
- B02 - Evolution, Biogeographie und genetische Diversität von Wüsteninsekten und den endosymbiotischen Gregarinen (Teilprojektleiter Arndt, Hartmut ; Predel, Reinhard )
- B04 - Mikrobielles Leben unter hyperariden Bedingungen (Teilprojektleiterin Knief, Claudia )
- B06 - Evolution der Erde und des Lebens auf kurzen Zeitskalen (Teilprojektleiter Wiehe, Thomas )
- B07 - Wüsten Transkriptomik: Feststellung der genetischen Basis von Adaptationen an Aridität in Wüstenbewohnern (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Bechteler, Julia ; Quandt, Dietmar ; Wiehe, Thomas )
- B08 - Biodiversität und evolutionäre Entstehungsgeschichte von Nematoden-Gemeinschaften der Wüste (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Schiffer, Philipp ; Waldvogel, Ann-Marie )
- C02 - Transport und Ablagerung: Entschlüsselung der spätneogenen und quartären Entwicklung der Schwemmfächer entlang der Küstengebirge in der Atacama- und Namibwüste (Teilprojektleiter Brill, Dominik ; Brückner, Helmut ; Lehmkuhl, Frank )
- C04 - Gipswüste und atmosphärische Deposition (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Becker-Bohatý, Petra ; Dunai, Tibor J. ; Jahn, Sandro ; Lenting, Christoph ; Münker, Carsten ; Ritter, Benedikt ; Staubwasser, Michael )
- C05 - Die Anpassung von Flussnetzen an tektonische Relativbewegungen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Binnie, Steven ; Lampert, Kathrin ; Reicherter, Klaus ; Victor, Pia )
- C07 - Modellierung der Koevolution von Leben und Landformen (Teilprojektleiter Braun, Jean )
- C08 - Hyper-aride Landschaften im Übergang - Verständnis der Evolution eines Boden-Landschaft-Systems am Übergang von biotisch zu abiotisch gesteuerter Erdoberflächendynamik mittels Lumineszenz-basierter Methoden (Teilprojektleiter Reimann, Tony )
- C09 - Zusammenhang und Wechselwirkung zwischen mikrobiellen Gemeinschaften, Evaporiten und Bodenkrusten in der Atacama-Wüste (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Heim, Christine ; Mißbach, Helge )
- D02 - Datierung von Evaporiten (Teilprojektleiter Dunai, Tibor J. ; Gerdes, Axel ; Herwartz, Daniel ; Münker, Carsten ; Staubwasser, Michael )
- D03 - Quantifizierung der Paläo-Luftfeuchte in der Atacama Wüste anhand aller Wasserisotope in Gips, Halit und Diatomit (Teilprojektleiter Herwartz, Daniel ; Staubwasser, Michael )
- D04 - Rekonstruktion von Wasserquellen und Wasserverfügbarkeit durch kombinierte Lipid-Biomarker und online-Analyse von stabilen Isotopen und Radiokohlenstoff (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Kusch, Stephanie ; Rethemeyer, Janet ; Schiffer, Markus )
- D06 - Erstellung einer tephrostratigraphischen Datenbank für die Atacama-Wüste und ihre Anwendung auf verschiedene sedimentologische Archive (Teilprojektleiter Wagner, Bernd ; Wennrich, Volker )
- D07 - Geophysikalische Bildgebung von Untergrund Eigenschaften und Magnetostratigraphie von Sedimentarchiven (Teilprojektleiter Melles, Martin ; Yogeshwar, Pritam )
- Z01 - Zentrale Aufgaben des Sonderforschungsbereichs (Teilprojektleiter Dunai, Tibor J. )
- Z02 - Datenmanagement und räumliche Datenanalysen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Bareth, Georg ; Bubenzer, Olaf ; Curdt, Constanze )
- Z03 - Geländebeobachtungen und Feldexperimente (Teilprojektleiter Bareth, Georg ; Bubenzer, Olaf )
- Z04 - Analytische Dienstleistungen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Dewald, Alfred ; Dunai, Tibor J. ; Rethemeyer, Janet ; Ritter, Benedikt ; Schiffer, Markus )
- Z05 - Integriertes Graduiertenkolleg (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Boessenkool, Karin ; Melles, Martin ; Quandt, Dietmar )
Abgeschlossene Projekte
- B03 - Evolution von Protisten in extrem wasserlimitierten Gebieten (Teilprojektleiter Arndt, Hartmut ; Wiehe, Thomas )
- B05 - Böden der Atacama Wüste: Reservoir und Fingerabdruck des Lebens (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Amelung, Wulf ; Bol, Roland ; Klumpp, Erwin ; Lehndorff, Eva )
- C03 - Bodendynamik und Hangprozesse (Teilprojektleiter Bubenzer, Olaf )
- D01 - Kosmogene Nuklide: Datierung alter kontinentaler Sedimente in Trockengebieten (Teilprojektleiter Binnie, Steven ; Dewald, Alfred ; Dunai, Tibor J. ; Strub, Erik )
- D05 - OSL-Datierung: Zeitliche Eingrenzung der pleistozänen Umweltgeschichte der Atacama: Ausweitung des anwendbaren Altersbereichs für Lumineszenz-Datierungen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Brückner, Helmut ; King, Ph.D., Georgina )
Antragstellende Institution
Universität zu Köln
Beteiligte Hochschule
Goethe-Universität Frankfurt am Main; Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen; Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn; Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg
Beteiligte Institution
Forschungszentrum Jülich; Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ)
Sprecher
Professor Dr. Tibor J. Dunai