SFB 1211:  Evolution der Erde und des Lebens unter extremer Trockenheit

Fachliche Zuordnung Geowissenschaften
Agrar-, Forstwissenschaften und Tiermedizin
Biologie
Medizin
Förderung Förderung seit 2016
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 268236062
 

Projektbeschreibung

Wasser ist das bestimmende Merkmal der bewohnbaren Erde; es ist für alles Leben, wie wir es kennen, unerlässlich. Die Entwicklung des Lebens in extrem wasserarmen Umgebungen, die einen großen Teil der Erde ausmachen, ist nur unzureichend bekannt. Ebenso wie das Leben, hinterlassen auch die vom Wasser angetriebenen Prozesse einzigartige Spuren auf der Erdoberfläche. Die langsamen Oberflächenprozesse, die auch in Abwesenheit von flüssigem Wasser ablaufen können, sind im Wesentlichen unbekannt. Offensichtlich ist jedoch, dass vorübergehende Episoden erhöhter Wasserverfügbarkeit in extrem wasserarmen Umgebungen langanhaltende Spuren hinterlassen. Interessanterweise wurden diese Spuren von Ausbrüchen in der Entwicklung der Erdoberfläche selten mit Ausbrüchen in der biologischen Kolonisierung/Evolution in Verbindung gebracht, obwohl beide auf denselben Auslöser zurückzuführen sind: Wasser. Die Zielgebiete des SFB sind die trockensten nichtpolaren Wüsten der Erde (Atacama- und Namib-Wüste). Dabei wollen wir die wichtigsten Fingerabdrücke der biologischen Aktivität und Anpassungsstrategien an der (Wasser-)Grenze der bewohnbaren Erde isolieren und die Prozesse an der Erdoberfläche charakterisieren, die in der Abwesenheit von flüssigem Wasser ablaufen. In der 3. Förderperiode ist es unser Ziel, die Grenzen und Wege der biologischen Besiedlung und Anpassung an die Trockenheit zu verstehen und zu visualisieren; wir wollen auch die Schwellen des biologischen Lebens bei der fluvialen Umgestaltung der Landschaft in Bezug auf die zeitliche Begrenzung von Wasser oder in Form von Feuchtigkeitszufuhr durch atmosphärischen Wasserdampf aufzeigen. Paläoklima- und geologische Archive dienen als natürlicher Rahmen für die Ermittlung des Zeitpunkts und der umweltbedingten Auslöser von Anpassungen und Veränderungsraten in der Koevolution von Biota und Oberflächensystemen der Erde. Der Vergleich der beiden Wüsten auf der Grundlage biologischer und geologisch/klimatischer Informationen bietet die einzigartige Möglichkeit, Schwellenwerte zu ermitteln und kritische Übergänge zu untersuchen, die entweder lokal vorherrschend oder global wirksam waren. Die Untersuchung der vielschichtigen Natur des Lebens in ariden bis hyperariden Regionen, insbesondere die Identifizierung des Lebens und seiner Ursprünge sowie der Strategien zur Überbrückung extremer Phasen, wird das derzeitige Bild des Lebens in den Wüsten neu definieren. Bei der Verwirklichung dieser Ziele erwarten wir wichtige Beiträge zu neuen Konzepten über die Entwicklung des Klimas sowie das Auftreten und die Variabilität von Hyperaridität, das Zusammenspiel zwischen geografischen Barrieren und der Migration von Arten als Reaktion auf den Klimawandel, die Diversifizierung von Arten als Reaktion auf klimatische und geologische Prozesse, evolutionäre Verzögerungszeiten, die Entwicklung und Funktionsweise von Bio(oberflächen)krusten und die Bestimmung der Raten von Erdoberflächenprozessen.
DFG-Verfahren Sonderforschungsbereiche
Internationaler Bezug Chile, Österreich

Laufende Projekte

Abgeschlossene Projekte

Antragstellende Institution Universität zu Köln
Beteiligte Institution Alfred-Wegener-Institut
Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung; Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ); Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK)
Beteiligte Hochschule Goethe-Universität Frankfurt am Main; Ludwig-Maximilians-Universität München; Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen; Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn; Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg; Universidad Católica del Norte; Universität Wien
Sprecher Professor Dr. Tibor J. Dunai, bis 6/2024; Professor Dr. Tony Reimann, seit 7/2024