Symbiontische Ökologie: Mykobiont-Photobiont-Wechselbeziehungen tropischer Flechten entlang von Umweltgradienten

• Antragstellerin: Dr. Ulla Kaasalainen, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme ; Evolution und Systematik der Pflanzen und Pilze
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 408295270

Flechtensymbiosen sind mutualistische Gemeinschaften zwischen Mykobionten (Pilzen) und Photobionten (Grünalgen und/oder Blaualgen), wobei die Photobionten Kohlenhydrate bereitstellen und die Pilze eine stabile Umgebung für die Algen bilden. Flechten kommen zudem in fast allen terrestrischen Ökosystemen, von den Tropen bis in die polaren Regionen, vor. Die Anwendung molekularbiologischer Methoden hat vor allem in vielen tropischen Entwicklungslinien ein bisher unerwartetes Ausmaß genetischer Diversität gezeigt. Während einige Gruppen von Großflechten in borealen und temperaten Regionen relativ gut bekannt sind, ist das Wissen über die symbiontische Diversität und die Vergesellschaftungsmuster der tropischen Flechten noch sehr spärlich. Das Verständnis der Bedeutung der Diversitätsmuster und der Ökologie der zwischenartlichen Wechselbeziehungen ist jedoch fundamental für die Bewertung der Auswirkungen von sich ändernden Umweltbedingungen auf Flechten.Ziel dieses Projektes ist es, die Abhängigkeit der Diversität der Symbionten und die Komplexität der Wechselbeziehungen von den Umweltparametern sowie die zugrundeliegende symbiontische Ökologie zu verstehen. Der Schwerpunkt des Projekts liegt auf den Wechselbeziehungen der Symbionten entlang der Umweltgradienten an den Hängen des tropischen Mount Kilimanjaro. Es wurden die 60 im Rahmen der DFG Forschergruppe Kilimanjaro eingerichteten Plots mit dokumentierten Umweltbedingungen beprobt, die durch 12 Ökosysteme, von der tropischen Savanne bis zur alpinen Heidevegetation, führen. Die Diversität der Photobionten in den Flechtenthalli und im Bodensubstrat werden molekularbiologisch analysiert. Artkonzepte werden mittels DNA-barcoding konstruiert. NPMR (Nonparametric multiplicative regression) wird die Analyse von Unterschieden zwischen Symbiontengemeinschaften und Mustern in der Vergesellschaftung der Flechten sowie ihren Korrelationen mit Umweltparametern ermöglichen.Unter Verwendung des bereits etablierten study designs, des bereits gesammelten biologischen Materials, moderner molekularbiologischer Methoden und umfassender Datenanalyse werde ich mehrere relevante aktuelle lichenologische Fragestellungen beantworten und Hypothesen testen können. Spezifische Fragestellungen sind: A) Welchen Einfluss hat Umweltstress auf die individuellen Genotypen der Symbionten und auf die symbiotischen Konsortien? B) Welche Rolle haben die symbiotischen Wechselbeziehungen auf die lokale Habitat- und Substratökologie? C) Welchen Einfluss haben die Wechselbeziehungen auf Gildenebene auf die Struktur der Flechtengemeinschaft unter Berücksichtigung der vorausgesagten unterstützenden Rolle der photobiontenvermittelten Flechtengilden? Das Projekt wird wesentlich unser Verständnis der Ökologie und Biogeographie tropischer Flechten revolutionieren, indem vor allem neues Licht auf die Mykobiont-Photobiont und Mycobiont-Mycobiont Wechelbeziehungen in den Tropen geworfen werden wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen