Der Nutzen von assistierter Evolution in einer bedrohten Korallenart für die Förderung widerstandsfähiger Riffökosysteme im Angesicht des Klimawandels

• Antragstellerin: Hanna Koch, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen ; Evolution, Anthropologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 394448490

Als Folge der negativen anthropogenen Effekte und natürlichen Ereignisse im Zusammenhang mit einer Klimaänderung, z.B. Erhöhung der Meeresoberflächentemperaturen und Krankheit Prävalenz, wird befürchtet, dass die Intensität und Komplexität der Umweltveränderungen die Anpassungsfähigkeit von Korallen außer Kraft setzen könnten. Als eine mögliche Lösung zur Erhöhung der Korallen-Resilienz und zur Förderung des langfristigen Überlebens von Riff-Ökosystemen schlage ich eine Studie zur Verwendung von gezielt unterstützter Evolution vor, um natürlich vorkommende evolutionäre Prozesse zu beschleunigen, um Toleranzmerkmale zu erhöhen. Die intraspezifische Kreuzung mit widerstandsfähigen Genotypen ist eine Methode für die schnelle Generierung noch robusterer Genotypen, weil sexuelle Reproduktion mehrere vorteilhafte Allele in einem Genom kombinieren können und daher die Generierung fitter Genotypen schneller realisiert werden kann. Konkret schlage ich die ersten experimentellen Untersuchung von selektive Zucht in einer bedrohten und ökologisch wichtige Korallenarten, Acropora cervicornis, vor, um die Hypothese, dass die Kreuzung von Temperatur und Krankheiten widerstandsfähige Genotypen nachkommen zu überprüfen. Hierdurch lässt sich feststellen, ob Thermotoleranz und Krankheitsresistenz im Rahmen der laufenden und künftigen ökologischen Bedingungen erzeugen werden kann. Ich werde über einen größeren Zeitraum eine Messreihe von physiologischen Reaktionen als Anhaltspunkte für Fitness laufen lassen, um Rückschlüsse über Vererbbarkeit von Thermotoleranz und Krankheit die Belastbarkeit, die entscheidend für die Bewertung der adaptiven Potential ist bestimmen zu können. Darüber hinaus werde ich differentielle Genexpression verschiedener Umgebungsbedingungen im Laufe der Zeit erfassen, um die molekularen Signalwege zu Korallen Widerstandsfähigkeit Beitrag identifizieren zu können. Weiters werde ich Verhaltenstests und Assays zur Fitness Bestandsaufnahme entwickeln, mit deren Hilfe ich einen möglichen Trade-offs zu pH-Toleranz feststellen kann. Die zunehmender Übersäurung der Meere führt zu niedrigeren pH-Werten, sodass pH-Toleranz als wichtiges Merkmal betrachtet werden muss. Abschließend möchte ich noch eine Reihe von Genotypen mit hoher Fitness für die Durchführung der Feldversuche auswählen und diese in der gleichen ,Zuchtstationen, in denen die parentalen Genotypen untergebracht sind, aufziehen, um Wachstum und Überleben in-situ zu überwachen. Die Ergebnisse dieser Studie werden weitreichende Konsequenzen haben, die erhobenen Daten zu Erblichkeit und Genexpressionsanalysen werden wesentliche Aspekte für die Grundlagenforschung liefern, da Vererbungsmuster von Merkmalen für die meisten Korallenarten weitgehend unbekannt sind. Außerdem, wenn sich die selektive Zucht erfolgreich etablieren lässt, kann diese Methode auf andere Arten und Regionen angepasst werden und letztendlich zur Unterstützung der Korallen Restaurierungsstrategien weltweit beitragen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeberinnen / Gastgeber: Erinn Muller, Ph.D.; David Vaughan, Ph.D.