Flexibel bis es bricht: Dynamik von Genen & Merkmalen, Dichte & Diversität in Gesellschaften unter sich veränderndern Umweltbedingungen

• Antragsteller: Professor Dr. Jens Boenigk; Professor Dr. Sven Rahmann; Professor Dr. Bernd Sures
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen ; Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung ; Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 257184137

Eine grundlegende Zielsetzung des SPP DynaTrait ist die Frage, inwieweit Diversität Rückkopplungen in ökologischen Gesellschaften bedingt - durch Dynamik von Merkmalen (traits), die ihrerseits wieder auf die Dynamik von Diversität rückwirken. Solche Rückkopplungne sind insbedondere im Hinblick auf sich ändernde Umweltfaktoren, wie beispielsweise Schadstoffbelastungen, von Interesse, die wiederum mit anderen Stressoren, wie beipsilesweise Hitzewellen, interagieren. Rückkopplungen auf der Gesellschafteben umfassen die Dynamik von Genen, Merkmalen, Dichten und Diversität der Organismengesellschaft und sind von Schlüsselbedeutung hinsichtlich der Pufferung der Reaktion auf Gesellschaftsebene. Im Fokus des Projektes stehen Modellgesellschaften aus Protisten verschiedener funktioneller Gruppen (Autotrophe, Mixotrophe, Heterotrophe) im Hinblick auf die dynamische Antwort auf Umweltstress auf allen angesprochenen Ebenen sowie der Reaktion auf zusätzliche Belastungen durch beispielsweise Hitzewellen. Veränderungen der relativen Häufigkeit von ausgewählten morphologischen und physiolgischen Merkmalen mag nicht oder nur indirekt mit den untersuchten Umweltfaktoren verknüpft sein - einige Schlüsselaspekte mögen in Ansätze die ausschliessleich diese Daten analysierten nicht erfasst worden sein. Eine umfassende Analyse der Systemreaktion auf Ebene der Gesellschaft und der Organismen erfordert daher eine breitere Herangehensweise. Aus diesem Grund kombineiren wir die klassischen morphologischen und ökophysiologischen Analysen mit (meta-)transcriptomanalysen basierend auf Hochdurchsatzsequenziertechnologien. In sechs aufeinander aufbauenden Arbeitspaketen analysieren wir (i) die Schlüsselantworten der Zielorganismen auf unterschiedliche Belastungen durch Stressoren, (ii) die Dynamik und Rückkoplungen zwischen Genen und Merkmalen, Dichten und Diversitäten von Modellgesellschaften mit niedriger und hoher Diversität und (iii) die Dynamik und Rückkopplung zwischen Genen und Merkmalen, Dichten und Diversitäten dieser Gesellschaften unter zusätzlichem Fraßdruck durch Herbivore. Diese umfassende Herangehensweise des Projektes erfordert Expertise in der Bereichen der Ökologie und Diversität von Protisten (Boenigk), der Ökotoxikologie (Sures), der Bioinformatik (Rahmann) und der ökologischen Modelliereung (Vos). Die Kernhypothesen des Projektes sind (1) daß konstante Umweltbedingungen eine grundsätzlich anderen effekt auf die Dynamik und Rückkopplungen zwischen Genen, Merkmalen, Dichten und Diversitäten haben als fluktuierende Umweltbedingungen und (2) dass die Stärke des angelegten Stressors und die Interaktion zwischen verschiedenen Stressoren bedingt, an welchem Punkt die Flexibilität des Systems zusammenbricht.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1704: Flexibilität entscheidet: Zusammenspiel von funktioneller Diversität und ökologischen Dynamiken in aquatischen Lebensgemeinschaften
• Internationaler Bezug: Niederlande
• Beteiligte Person: Professor Dr. Matthijs Vos