Untersuchung der Beziehung zwischen dem Zooplankton Mikrobiom und globalen biogeochemischen Kreisläufen

• Antragsteller: Daniele De Corte, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 445462226

Krustazeen-Zooplankter gehören zu den häufigsten Makroorganismen der Ozeane. Sie sind wichtige Glieder von marinen Nahrungsnetzen, welche die neu synthetisierte organische Substanz vom Phytoplankton zu höheren trophischen Ebenen transportieren. Sie interagieren jedoch auch mit heterotrophen Mikroorganismen, indem sie Mikrohabitate bereitstellen, die nährstoffreich sind mit geringen Sauerstoffkonzentrationen und einen niedrigen pH. Deshalb ermöglichen sie das Wachstum von spezifischen Gruppen und fördern Stoffwechselreaktionen, die insgesamt im offenen Wasser unterrepräsentiert sind, wie Fermentation und Methanogenese. Deshalb spielen Zooplankton und das Zooplankton-assoziierte Mikrobiom eine wichtige Rolle im Umsatz von Nährstoffen und der organischen Substanz in marinen pelagischen Ökosystemen. Es ist jedoch bisher wenig bekannt über biogeochemische Prozesse, welche durch das Zooplanton und dessen Mikrobiom im Pelagial der Meere bewirkt werden, dem typischen Habitat des Zooplanktons. Ziel dieses Projektes ist, zwei Aspekte des marinen Nahrungsnetzes zu verbinden, die bisher gewöhnlicher Weise unabhängig voneinander untersucht werden, Zooplanktonökologie und mikrobielle Ozeanografie. Die beantragte Studie möchte den Einfluss der Zooplanktonaktivität auf die Zusammensetzung und Aktivität der Prokaryotengemeinschaft in Küstenmeeren untersuchen. Wir schlagen einen multidisziplinären Ansatz vor, der analytische chemische und mikrobiologische Techniken kombiniert, um unser Verständnis der Interaktionen zwischen Zooplankton und den Haupttreibern der biogeochemischen Kreisläufe, den Prokaryoten, voranzubringen. Deshalb sollen die Ergebnisse dieser Studie auch dazu beitragen, den Einfluss des Zooplanktons und dessen assoziiertem Mikrobiom insgesamt auf global biogeochemische Kreisläufe besser zu verstehen.Die dominanten Copepodengruppen aus der südlichen Nordsee sollen gesammelt und die Zusammensetzung der Copepoden-assoziierten mikrobiellen Gemeinschaft bestimmt werden. Besonderes Augenmerk soll auf die drei wichtigsten Arten aus der küstennahen Nordsee gelegt werden, Acartia tonsa, Pseudocalanus und Calanus helgolandicus. Die Reaktion der freilebenden mikrobiellen Gemeinschaft hinsichtlich ihrer Zusammensetzung und Aktivität auf Zooplanktongrazing von Phytoplankton soll in Inkubationsexperimenten untersucht und mit der von Grazing unbeeinflussten mikrobiellen Gemeinschaft verglichen werden. Messungen der Einzelzellaktivität und metagenomische und metatranskriptomische Analysen sollen verwendet werden, um die mikrobiellen Gruppen zu analysieren und wie bestimmte Stoffwechselwege durch das Grazing stimuliert werden im Vergleich zu Gemeinschaften des Freiwassers, die keinem Einfluss des Grazings ausgesetzt waren. Ausserdem sollen die Inkubationsexperimente genutzt werden, um die potenzielle Rolle des Zooplanktons in der Nährstofffreisetzung von Eisen und Methan ins sauerstoffreiche Freiwasser zu untersuchen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen