Evolutionary adaptation of natural phytoplankton populations to warming
Final Report Abstract
Die Ozeanerwärmung beeinflusst marine Organismen durch steigende Wassertemperaturen sowie durch andere daran gekoppelte, indirekte Umweltveränderungen. Es ist zu erwarten, dass solche Umweltveränderungen gravierende Auswirkungen auf die Funktion des Ökosystems sowie biogeochemische Stoffflüsse haben werden. Unser derzeitiges Verständnis dazu, wie sich Ozeanerwärmung auf marine Lebewesen auswirkt, basiert hauptsächlich auf Kurzzeit-Experimenten. Wir wissen jedoch wenig über evolutionäre Anpassung an steigende Wassertemperaturen. Es ist anzunehmen, dass kurzlebige Organismen wie zum Beispiel das marine Phytoplankton in der Lage sein werden, durch evolutionäre Anpassung auf solche Veränderungen der Umwelt zu reagieren. Laborselektionsexperimente lassen vermuten, dass evolutionäre Anpassung die negativen Effekte des Klimawandels abschwächen könnte. Bisher sind jedoch keine Aussagen darüber möglich, inwieweit diese im Labor beobachtete Anpassung auf freilebende Populationen übertragen werden kann, da sich letztere in einem deutlich komplexeren und dynamischeren Lebensraum befinden. Dieser Wissenslücke widmet sich dieses Projekt, indem natürliche Archive als „Zeitmaschine“ genutzt werden: In Sedimenten am Meeresboden konservierte Dauerstadien der Kieselalge Skeletonema marinoi wurden im Labor zum Keimen gebracht. Die so wieder zum Leben erweckten Populationen, die über Jahrzehnte erhöhten Wassertemperaturen durch Kühlwassereinleitung eines Atomkraftwerks ausgesetzt waren, wurden in Temperaturexperimenten mit Kontrollpopulationen verglichen. Die Ergebnisse dieser Experimente werden momentan ausgewertet und liefern erste Einblicke in die Bedeutung von evolutionärer Anpassung an Erwärmung bei natürlichen Phytoplanktonpopulationen. Des Weiteren wurden die Genome der verwendeten Isolate sequenziert um potenziell für die Anpassung an Erwärmung wichtige Gene zu identifizieren. Auf diese Weise kann das Projekt dazu beitragen, zukünftig bessere Vorhersagen zur Reaktion von marinen Lebewesen in einem sich wandelnden Ozean zu treffen und ist damit nicht nur für die Wissenschaft, sondern auch für Politik und Gesellschaft von Bedeutung.
