SPP 1991:  Taxon-OMICS: Neue Herangehensweisen zur Entdeckung und Benennung von Arten und Biodiversität

• Fachliche Zuordnung: Biologie
• Förderung: Förderung seit 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 313688472

Taxonomie ist grundlegend für Erfassung und Verständnis von Änderungen in der Biodiversität, egal ob durch den Verlust von Arten, das Ankommen neuer Arten oder die Entdeckung bisher unbekannter Arten. Während der letzten 10 Jahre haben sich Taxonomie und Systematik stark geändert durch die zunehmende Bedeutung von DNA-basierten Daten. Diese Daten können gut ausgetauscht und in Datenbanken hinterlegt werden, was neue Ansätze für schnelle und verlässliche Identifizierung von Organismen ermöglicht. Zusammenarbeit bei der Bearbeitung von systematisch-taxonomischen Fragen hat einen großen Aufschwung genommen, auch über Organismengruppen hinweg. Gleichzeitig befinden wir uns in einer Zeit globalen Artenschwundes durch Habitat-Zerstörung. In diesem Schwerpunktprogramm (SPP) geht es darum, neue taxonomische Herangehensweisen zu entwickeln und zu testen für die Entdeckung, Benennung, Quantifizierung und Einordnung organismischer Diversität als unabdingbare Grundlage für ein wissenschaftliches Verstehen und den Schutz unserer natürlichen Umwelt. Nur mit einer standardisierten Benennung kann vorhandenes Wissen über bestimmte Taxa mit neuem Wissen verbunden werden.Dieser SPP umfasst drei Bereiche (i) Entdeckung und Abgrenzung von Arten oder anderen relevanten biologischen Einheiten; (ii) Beschleunigung des Identifikationsvorgangs, z.B. durch automatisierte Bestimmungs- oder Clustering-Werkzeuge, online-gestellte bildreiche Monographien oder andere neue Werkzeuge, angepasst an die jeweilige Organismengruppe; und (iii) effizientere oder neuartige Nutzung historischer oder lebender Specimina in Sammlungen für die Gewinnung genomischer, morphologischer oder anderer taxonomisch nützlicher Daten. Methoden, die angewandt und weiterentwickelt werden sollen umfassen computergestützte Bilderkennung, Erfassung innerer Merkmale durch Computer-Tomographie, Data-mining und Einsatz von Hochdurchsatz-Sequenzierung.Das Programm bringt Systematiker zusammen, die an Tieren, Pilzen, Pflanzen oder eukaryotischen Mikroorganismen arbeiten, aber durch die Anwendung ähnlicher Techniken, Analysemethoden und Konzepte voneinander profitieren können. Jährliche Treffen, auch mit internationalen Sprechern, werden dieses Ziel befördern und insbesondere dem Nachwuchs helfen, zukunftsweisend zu arbeiten. Kurzaufenthalte von Doktoranden in mehreren Arbeitsgruppen sind angestrebt, um das eigene Methodenspektrum zu verbreitern und um durch intellektuelle Herausforderung die hypothesen-getriebene Forschung in der Systematik zu stärken. Der SPP ist interdisziplinär angelegt, da die in ihm geförderten Forschergruppen Ansätze der Taxonomie, Computerwissenschaft, Bioinformatik und Didaktik (der Biologie) nutzen und weiterentwickeln. Deutsche Universitäten haben hervorragende Systematiker in ihren biologischen Fakultäten, an die sich dieses Programm richtet, denn es soll zur Stärkung der Systematik als Zweig biologischer Grundlagenforschung beitragen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Internationaler Bezug: Argentinien, Australien, Bolivien, Brasilien, China, Costa Rica, Ecuador, Georgien, Großbritannien, Indonesien, Irland, Italien, Kanada, Norwegen, Österreich, Portugal, Russische Föderation, Schweden, Tschechische Republik, USA

Projekte

• Anwendung von integrativen Multispezies-Koaleszenzmodellen zur Bewältigung des langwierigen Problems der Artenabgrenzung in allopatrisch vorkommenden Populationen (Antragsteller Meyer, Axel )
• Arten und Artengrenzen in den drei adaptiven Radiationen der Buntbarsche Afrikas (Antragsteller Meyer, Axel )
• Auflösen komplexer Taxonomien mithilfe von Typusmaterial, Hyb-Seq und geometrischer Morphometrie – ein „Proof of Concept“ anhand der herausfordernden Gattung Xanthium L. (Antragsteller Tomasello, Salvatore )
• Biologische Bodenkrusten als einzigartige Mikroökosysteme sind ein geeignetes Modelsystem um Taxonomie und kryptische Diversität von Mikroalgen aufzuklären (Antragstellerin Glaser, Karin )
• Der Proteom-Fingerabdruck zur Artidentifizierung - Biodiversitätsbestimmung von Zooplankton anhand optimierter Analyseverfahren für integrierte molekulare und morphologische Datensätze (Antragstellerin Renz-Gehnke, Jasmin )
• Die Artabgrenzung im apomiktischen Polyploid-Komplex Ranunculus auricomus mittels eines integrativen TaxonOMICS Ansatzes (Antragstellerin Hörandl, Elvira )
• Die CARRARA-Pipeline: Nutzung von Machine-learning-Methoden für die automatische Artabgrenzung in intensiv hybridisierenden Pflanzengattungen anhand von Herbarbelegen (Antragsteller Hellwig, Frank ;  Oberprieler, Christoph ;  Vogt, Robert )
• Die genetische Basis der Wirtsspezifität als Hilfsmittel für Arterkennung und Artabgrenzung in den Ustilaginales - einer Parasitengruppen mit hohem Genfluss (Antragsteller Begerow, Dominik ;  Kemler, Martin )
• Die verborgene Vielfalt weitverbreiteter räuberischer Amöben der Ordnung Vampyrellida (Rhizaria) (Antragsteller Hess, Sebastian )
• Die Verknüpfung von morphologisch beschriebenen Arten mit molekularbiologischer Information (Markergene) (Antragsteller Nitsche, Frank )
• Dschungel Genomik - durch Nanopore Sequenzierung in Biodiversitäts-Hotspots den "Linnean shortfall" überwinden (Antragsteller Schaefer, Hanno )
• Effiziente Nutzung von Herbarmaterial - Hybrid in Veronica als Fallbeispiel (Antragsteller Albach, Dirk )
• Eine Lösung für das Management von ‚Specimina-Proben-Taxon-Merkmals’-Daten aus den 27 Projekten des DFG Schwerpunktes 1991 „Taxon-Omics“ (Antragsteller Vences, Miguel )
• Entwicklung, Erprobung und Anwendung genomischer Methoden für die Artabgrenzung bei palaearktischen und tropischen Amphibien (Antragsteller Hofreiter, Michael ;  Vences, Miguel )
• Erstellung und Validierung einer bioinformatischen Methoden-Pipeline zur Artabgrenzung und zur phylogenetischen Netzwerk-Rekonstruktion in Polyploidkomplexen (Antragsteller Oberprieler, Christoph ;  Vogt, Robert )
• Etablierung eines standardisierten und universell anwendbaren Sets von Kernmarkern für die genomweite multi-locus Artabgrenzung von Metazoen (Antragsteller Ahrens, Dirk ;  Mayer, Christoph ;  Misof, Ph.D., Bernhard ;  Niehuis, Oliver ;  Podsiadlowski, Lars )
• Exploration genomischer Methoden für die Abgrenzung von Arten in Radiationen von Landschnecken (Antragsteller Hausdorf, Bernhard )
• Fortsetzung der molekularen Charakterisierung der Diversität mikrobieller Eukaryonten in Waldböden und im Kronenraum unter Verwendung eines Metatranskriptom-Ansatzes (micDiv II) (Antragsteller Bonkowski, Michael ;  Schlegel, Martin )
• FrogCap füllt taxonomische Lücken: Hybrid Enrichment für die nächste Generation der Taxonomie. (Antragsteller Hofreiter, Michael )
• Genomik von Hybridisierung und Artenabgrenzung in Cichliden (Antragsteller Meyer, Axel )
• Hybridzonen paläarktischer Amphibien als Modell zum Verständnis von zeitlichen Mustern bei Artbildungsprozessen und zur Weiterentwicklung von Artabgrenzungsmethoden (Antragsteller Vences, Miguel )
• Höhenzonierter Artenwechsel, hochandine Gebirgspässe und isolierte Gebirgsinseln: neutrale und adaptive Prozesse in der Radiation südamerikanischer Apocynaceae (Hundsgiftgewächse) (Antragstellerinnen / Antragsteller Liede-Schumann, Sigrid ;  Nürk, Nicolai M. )
• Innovative methodische Integration zur Beschreibung und Charakterisierung einer unbekannten Fauna: Hochdurchsatzsequenzierung, transkriptombasierte, geankerter Phylogenie, hyperspektrale Bildanalyse und Morphologie (Antragsteller Pauls, Steffen U. )
• Integrativer Ansatz zur Aufklärung taxonomischer Probleme in den Prasiolaceen (Trebouxiophyceae, Chlorophyta) (Antragstellerin Heesch, Svenja )
• Konzepte, Werkzeuge und Unterstützung für die Verwaltung, Archivierung, Mobilisierung und Integration taxonomischer Daten (Antragsteller Kostadinov, Ivaylo ;  Vences, Miguel )
• Koordinationsfonds (Antragsteller Begerow, Dominik )
• Koordinationsfonds (Antragsteller Begerow, Dominik )
• Lecanomics: Neue Wege zur Erkennung und Abgrenzung von Arten in einer allgegenwärtigen Gruppe von Flechten (Antragsteller Printzen, Christian )
• Marine heterotrophe Alveolaten: ein genomischer und morphologischer Einzell-Zellen Ansatz (Antragsteller John, Uwe )
• Molekulare Analyse der sektionalen Klassifizierung der Strauchweiden (Salix L. subg. Chamaetia/Vetrix) basierend auf RAD sequencing Daten (Antragstellerin Wagner, Natascha D. )
• Molekulare Taxonomie aquatischer Hyphomyceten und Sicherung historischer Sammlungen (Antragstellerin Baschien, Christiane )
• MuseOMICS als Mittel zur Fehlersuche im DNA-Barcoding: die Untersuchung der Gründe für taxonomische Inkongruenz bei phytophagen Hymenoptera und Orthoptera durch 'hybridization capture' mit RAD-Sonden. (Antragsteller Hawlitschek, Ph.D., Oliver ;  Schmidt, Stefan )
• Neubewertung von Taxonomie und Verbreitungsmuster der Xanthophyceae (Stramenopiles) (Antragstellerin Rybalka, Nataliya )
• Neue Ansätze für eine moderne und effiziente Isolierung und Artbeschreibung von einzelligen Eukaryoten am Beispiel von Choanoflagellaten (Antragsteller Nitsche, Frank )
• Neue Methoden zur Artabgrenzung anhand von Genomdaten mit Beispielen von zwei weit verbreiteten Leuchtkäfer Arten (Lamprohiza splendidula und Photinus pyralis) (Antragstellerinnen / Antragsteller Catalan, Ph.D., Ana ;  Höhna, Sebastian )
• Nutzung von historischem Sammlungsmaterial um evolutionäre Änderungen auf Grund des Klimawandel zu studieren (Antragstellerin Renner, Susanne Sabine )
• Ophiuroid-Phylogenomik: erhellen die Dunkelheit des Abysals (Antragsteller Martinez Arbizu, Pedro M. )
• Phylogenomik der Gattung Hypoxylon basierend auf 50 neuen, hochwertigen Genomen und mit besonderem Schwerpunkt auf dem H. rubiginosum-Komplex (Antragsteller Cox, Russell J. ;  Kalinowski, Jörn ;  Stadler, Marc )
• Phylogenomische Analysen archivierter DNS (Antragsteller Hofreiter, Michael )
• Pollen metabarcoding an naturkundlichen Hummelsammlungen, um Pflanzen-Bestäuberinteraktionen in Deutschland retrospektive zu analysieren (Antragstellerinnen / Antragsteller Gemeinholzer, Birgit ;  Keller, Alexander ;  Ohl, Michael ;  Steffan-Dewenter, Ingolf )
• Schwamm TaxonOMICs V2 (Antragsteller Erpenbeck, Dirk ;  Vargas Ramírez, Sergio ;  Wörheide, Gert )
• Taxon-Omics in Mikrogastroden: Auf dem Weg zu einem probabilistischen und automatischen Art-Entdeckungssystem (Antragsteller Wilke, Thomas )
• TaxonOMICS australischer Chenopodiaceae: eine facettenreiche Studie zur Analyse einer der schwierigsten australischen Pflanzenfamilien (Antragstellerin Kadereit, Gudrun )
• Tiefe Mobilisierung von mikroskopischen Sammlungen durch hochdurchsatz Mikroskopie, Bildanalysen, und Verlinkung mit molekularen Daten (MobiDiC - MOBIlization of a DIatom Collection) (Antragsteller Beszteri, Bánk ;  Nattkemper, Ph.D., Tim )
• Typusbelege und Genome - Lösen eines Konfliktes am Beispiel häufig hybridisierender Arten der Gattung Veronica. (Antragsteller Albach, Dirk )
• Umfassende molekulare Charakterisierung der Diversität eukaryotischer Mikroorganismen und Zusammensetzung ihrer Artengemeinschaften in Waldböden und im Kronenraum verschiedener Biome mit Hilfe eines mutliplen Barcoding-Ansatzes - micDiv (Antragsteller Bonkowski, Michael ;  Schlegel, Martin )
• Vergleichende und experimentelle Flügelmuster Genomik in Lepidoptera (Antragstellerinnen Espeland, Marianne ;  Hundsdoerfer, Anna K. )
• Vom Feld ins Museum - Etablierung einer einfachen und kostenguenstigen multiplex Methode fuer Spinnen Taxonomie unter Verwendung von Third Generation Sequencing Technologie (Antragstellerin Kennedy, Susan )

• Sprecher: Professor Dr. Dominik Begerow