Alpine Ökosysteme und Klimawandel: Einfluss der Schneebedeckung auf mikrobielle Gemeinschaften nivicoler Myxomyceten

• Antragsteller: Professor Dr. Martin Schnittler
• Fachliche Zuordnung: Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie ; Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 465228910

Schwindende Gletscher, insbesondere in den Alpen, sind Symbol für eine Zeit der raschen Erwärmung, die auch zu einer Verschiebung der Vegetationsgürtel nach oben führt. Die Folgen für größere Tiere und Gefäßpflanzen sind gut untersucht, aber wie passen sich mikrobielle Gemeinschaften an? Wir wollen Antworten bei einer Gruppe von Protisten finden, die Flaggschiff-Arten mikrobieller Gemeinschaften der obersten Bodenschicht sind, die sich im Winter unter dem Schnee entwickeln: nivicole Myxomyceten. Diese Predatoren von Bakterien und eukaryotischen Mikroben benötigen eine zusammenhängende Schneedecke von mehreren Monaten, um makroskopische Fruktifikationen zu bilden, die windverbreitete Sporen freisetzen.Durch Untersuchungen von Fruchtkörpern (morphologische Bestimmung und Barcoding) und Amöbenpopulationen (Metabarcoding, beides mit ribosomaler DNA) soll die genetische Diversität, das Ausbreitungspotential und die Resilienz nivicoler Myxomyceten in Bezug auf Veränderungen der Schneedecke ermittelt werden. Wir wollen in zwei Transekten durch Mitteleuropa je zwei Tieflandregionen (Norddeutschland / Nordpolen, 0-300 m); Mittelgebirge (Harz / Sudeten, 600-1600 m); und Hochgebirge (Bayerische Alpen / Hohe Tatra, 1000-2900 m) untersuchen. In jeder Region werden 1-4 Dauerbeobachtungsflächen in unterschiedlichen Höhen eingerichtet und die mit der Schneeschmelze erscheinenden Fruktifikationen sowie die persistierenden Amöbenpopulationen über drei Jahre verfolgt. Für beide werden die genetische Vielfalt (Amöben/Fruchtkörper) und die Ausbreitungsfähigkeit (Sporenbildung) abgeschätzt, um Grenzen der Populationspersistenz unter instabilen klimatischen Bedingungen zu ermitteln und die Verbreitung von Amöben und fruktifizierenden Populationen unter Szenarien des Klimawandels zu modellieren.Im Gegensatz zu Studien an ausbreitungslimitierten alpinen Organismen wie Gefäßpflanzen zielt dieses Projekt auf Mikroorganismen ab, die zur Fernverbreitung befähigt sind. Wir vermuten, dass (1) die Neigung zur Fruchtkörperbildung mit abnehmender Dauer der Schneedecke und zunehmendem Risiko für Bodenfrost abnimmt; (2) für die Fruchtkörperbildung geeignete Habitate sich mit dem Klimawandel nach oben bewegen, hier aber an Grenzen der Bodenbildung stoßen; (3) Hochgebirge eine höhere Diversität (sowohl auf Arten- als auch der Ebene der Ribotypen) als Mittelgebirge aufweisen, aber viele Arten als vegetative persistierende Amöben auch in tieferen Lagen zu als „sink“ Populationen überdauern.Wir werden das taxonomische Fachwissen des polnischen Partners mit vom deutschen Partner entwickelten Werkzeugen zum Barcoding und Metabarcoding kombinieren, um die ökologischen Anforderungen für diese Gruppe von Organismen genauer zu definieren und mögliche Reaktionen der Populationen auf instabile und / oder verschwindende Schneebedeckung zu modellieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Polen, Russische Föderation
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Dr. Yuri Kapitonovich Novozhilov, bis 3/2022; Dr. Anna Malgorzata Ronikier; Oleg N. Shchepin, bis 3/2022