Gelöste molekulare Signale als Vermittler von Biodiversitätseffekt

• Antragsteller: Professor Dr. Gerd Gleixner; Dr. Markus Lange
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 422440326

In der Biodiversitätsforschung besteht ein allgemeines Einvernehmen über die positive Beziehung zwischen der Biodiversität und Ökosystemfunktionen ("BEF"-Beziehung), die sich mit der Zeit sogar noch verstärkt. Die Stärkung wird entweder zurückgeführt auf i) die Anpassung und Entwicklung von Mikroorganismen- und Tiergemeinschaften im Boden, und/oder ii) die Anpassung und Entwicklung der Pflanzengemeinschaften auf sich verändernde biotische Interaktionen. In beiden Fällen werden die Wechselwirkungen zwischen Pflanzen- und Bodengemeinschaften über die Zeit entlang von Pflanzendiversitätsgradienten verändert. Höchstwahrscheinlich werden diese Wechselwirkungen und damit ihre Veränderungen durch den Austausch von niedermolekularen Substanzen vermittelt. In der Biodiversitätsforschung wurde die Frage, wie sich die Biodiversität auf den Austausch von Molekülen und damit auf die Vermittlung von Wechselwirkungen auswirkt, jedoch kaum untersucht. Daher wird in diesem Teilprojekt die Interaktion zwischen Pflanzen, Mikroorganismen und der Bodenmatrix mit Hilfe der hochmodernen, ultrahochauflösenden Massenspektrometrie analysiert. Wir werden die molekularen Signaturen der gelösten organischen Substanz analysieren, um die positive BEF-Beziehung im Allgemeinen und ihre Stärkung im Laufe der Zeit besser zu verstehen. Im Feldversuch des Jena Experiments werden wir den allgemeinen Einfluss der Pflanzenvielfalt auf die molekulare DOMZusammensetzung unter Feldbedingungen untersuchen und wie diese von der Bodengeschichte beeinflusst wird (WP 1). Das Ecotron Experiment wird es ermöglichen, die relative Bedeutung der Pflanzenund Bodengeschichte für die Stärkung der BEF-Beziehung über die Zeit zu untersuchen (WP 2). Darüber hinaus ermöglicht die zeitlich wiederholte Probenahme über den gesamten Verlauf des Ecotron Experiments, zeitliche Veränderungen in der Wechselwirkung zwischen Pflanzen und Mikroorganismen zu erkennen (WP 3). In enger Kooperation mit anderen Teilprojekten werden wir die molekularen DOM-Daten mit Daten die die Pflanzen- und Mikroorganismengemeinschaften beschreiben verknüpfen, z.B. deren Biomasse und Aktivität, die Struktur der jeweiligen Gemeinschaft oder andere Prozesse wie beispielsweise die Pflanzenabwehr. Mit diesen Ansätzen wird dieses Teilprojekt neuartige Einblicke in die Mechanismen liefern, die dem sich verstärkenden Zusammenhang zwischen Biodiversität und Ökosystemfunktionen unterliegen, indem die molekularen Signale von Pflanzen-Mikroorganismen-Interaktionen erforscht werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5000: Biotische Interaktionen, Artengemeinschaften und öko-evolutionäre Dynamiken als Steuergrößen von Langzeitzusammenhängen zwischen Biodiversität und Ökosystemfunktionen