Pflanze–Mikroben–Beziehungen in der geologischen Vergangenheit: Multidisziplinäre Studie mit Baumfarnen vergesellschafteter Mikroorganismen und deren Reaktion auf klimatische Veränderungen im Perm

• Antragsteller: Professor Dr. Michael Krings; Professor Dr. Ronny Rößler
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 404803300

Das Ende des spätpaläozoischen Eiszeitalters (Oberkarbon-Perm) zeigt hohe Vegetationsdynamik und zyklische Klimavariationen in den Tropen. Daher kann dieses Intervall als Analogon der heutigen globalen Veränderungen gelten. Während viele Studien v.a. Einflussfaktoren der einschneidenden Veränderungen während dieses Erdgeschichtsabschnitts im Fokus haben und großräumige Auswirkungen auf die Ökosysteme erforschen, gibt es bisher kaum detaillierte Untersuchungen der spezifischen Interaktionen zwischen den Organismen in den Habitaten.Das Unterperm von Manebach, Deutschland, ist Teil des Thüringer-Wald-Becken-Referenzprofils, und geowissenschaftliches Sammeln reicht hier 200 Jahre zurück mit einzigartig erhaltenen Objekten des weltweit verbreiteten Baumfarns Psaronius. Im Zuge neuer Erkenntnisse zur Geologie, Stratigraphie, Paläoökologie und -klimatologie wird die Charakterisierung dieses Paläoökosystems und eines seiner Hauptbestandteile jetzt greifbar und lässt neue Erkenntnisse erwarten zum geobiologischen Rahmen seines Lebens und seiner Fossilisation. Mittels historischer Sammlungsobjekte und eigener Neufunde werden diverse Überlieferungen von Pilzen und pilzähnlichen Mikroben erforscht, welche in Organen und Geweben von Psaronius und anderen anatomisch erhaltenen Pflanzen erhalten blieben. Neben der Vielfalt mit Pflanzen assoziierter Mikroben sollen deren räumliche Verteilungsmuster erfasst und die biologische Natur der mannigfachen Mikroben-Interaktionen mit den sie beherbergenden Pflanzen untersucht werden. Damit wird es möglich, vielschichtige Wechselbeziehungen zu erkennen, die einzelne Pflanzen als Mikrohabitate und sensitive Kleinstökosysteme auszeichnen. Ferner werden die taphonomischen Bedingungen der komplexen Erhaltungswege beleuchtet, die zu dieser herausragenden Überlieferung führten. Im Zuge der Grabung 2016 wurde besonderes Augenmerk auf die Entschlüsselung des sedimentär-faziellen Milieus und die Gewinnung taphonomischer Indikationen gelegt.Die erwarteten Resultate werden nicht nur das Wissen über Beziehungen und Abhängigkeiten von Pflanzen und Mikroben substanziell vertiefen. Sie werden erste Hinweise dafür liefern, wie Biota auf Klima- und Umweltveränderungen im Perm reagierten und zu einem besseren Verständnis beitragen, welche Rolle verschiedene Mikroorganismen in den Ökosystemen spielten und wie sie die Evolution terrestrischer Lebensgemeinschaften beeinflussen. Die Forschungen konzentrieren sich auf einen gestressten Lebensraum, der Teil einer interregional korrelierbaren Feuchtphase im Cisuralian ist und für die inneren Varisciden eines der letzten Kohlenmoor-Refugien darstellt.Die Forschung beruht methodisch auf einem Spektrum von geologischer Feldarbeit über das Studium von Dünnschliffen mit Licht-, Kathodolumineszenz- und Rasterelektronen-Mikroskopie mittels Rückstreuelektronen-Abbildung /-Beugung sowie Gaschromatographie-Massenspektrometrie der Kohlenwasserstoffe, um die taphonomischen Prozesse umfassend aufzuklären.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: China, Großbritannien, USA
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Dr. Dagmar Dietrich; Professor Dr. Zhuo Feng; Dr. Birgit Gaitzsch; Professor Dr. Jens Götze; Professor Dr.-Ing. Thomas Lampke; Professor Dr. Wilhelm Püttmann; Professor Dr. Jörg W. Schneider; Dr. Stephan Schultka; Christopher Walker, Ph.D.; Dr. Ralf Werneburg; Professor Dr. James Francis White, Ph.D.
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Manfred Barthel