Ökologische und Evolutionäre Interaktion als Treiber von Resilienz in Mikrobiellen Gemeinschaften

• Antragstellerin: Dr. Giannina Hattich
• Fachliche Zuordnung: Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 491260840

Die kollektive Aktivität mikrobieller Gemeinschaften erleichtern industrielle Prozesse wie die Abwasserbehandlung, beeinflussen die menschliche Gesundheit und treiben die Stoffwechselkreisläufe auf der Erde voran. Diesen mikrobiellen Gemeinschaften werden nicht nur von ökologischen, sondern auch von evolutiven Veränderungen geprägt, da beide Prozesse auf vergleichbaren Zeitskalen stattfinden, und sich gegenseitig bedingen und beeinflussen können. Wir wissen jedoch wenig darüber, wie ökologische und evolutive Veränderungen interagieren und mikrobielle Gemeinschaften unter anhaltendem Stress gemeinsam prägen. Stress kann beispielsweise durch anthropogene Aktivitäten wie Klimawandel oder Antibiotikaeinsatz hervorgerufen werden und im Extremfall das System aus dem ökologischen Gleichgewicht bringen und zu einem Regimewechsel führen. Mit diesem Antrag möchte ich unser Verständnis dafür verbessern, wie ökologische und evolutive Dynamiken Resilienz in mikrobiellen Gemeinschaften erzeugt oder Regimewechsel bedingt. Unter Verwendung einer Kombination aus experimentellen Evolutions- und Sequenzierungsansätzen möchte ich in diesem Projekt experimentell untersuchen, ob synthetische mikrobielle Gemeinschaften unter anhaltendem Stress durch Antibiotika, pH-Wert und Räuberdruck Regimewechsel durchlaufen. Ferner möchte ich untersuchen, wie innerartliche Vielfalt die Dynamik zwischen Ökologie und Evolution und letztendlich die Resilienz der Gemeinschaft bedingt. Hierzu werde ich synthetische Gemeinschaften mit definierten innerartlichen Merkmalsverteilungen (z. B. Grad der Antibiotikaresistenz) konstruieren und diese Gemeinschaften dann verschiedenen Antibiotika-Behandlungen unterziehen. In Zusammenarbeit mit anderen Forschern in Finnland und Deutschland möchte ich die empirisch erhobenen Daten in theoretische Modelle einflechten, um die gemeinsamen Folgen ökologischer und evolutiver Veränderungen auf die Dynamik komplexer Ökosysteme ganzheitlicher zu erfassen.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Finnland
• Beteiligte Institution: University of Turku ; Department of Biology ; Division of Physiology and Genetics
• Gastgeber: Professor Teppo Hiltunen, Ph.D.