Wechselwirkungen zwischen Genetik und Umweltfaktoren in einer langlebigen Seevogelart: wie beeinflussen Interaktionen zwischen Immungenen und Schadstoffbelastung Mikrobiom- und Fitnessparameter in Flussseeschwalben?

• Antragstellerin: Professorin Sandra Bouwhuis, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 504982168

Auch wenn unsere Umwelt schon immer sehr großen Schwankungen unterlag, verursachen anthropogene Einflüsse derzeit große und schnelle globale Veränderungen. Zu den vorhergesagten Folgen dieser Veränderung zählen sich ändernde Zusammensetzungen von Krankheitserreger sowie eine Zunahme der Quecksilberbelastung. Beide dieser Umweltveränderungen beeinträchtigen wahrscheinlich die Funktion des Immunsystems und damit auch die Fortpflanzungsfähigkeit sowie das Überleben von Individuen. Das Mikrobiom ist die Zusammensetzung aller Mikrobiota, die sich auf oder in verschiedenen Geweben eines Individuums befinden. Aktuelle Forschungsergebnisse lassen vermuten, dass das Mikrobiom sowohl von der Diversität der Gene, die an der Immunreaktion beteiligt sind, als auch von der Schadstoffbelastung beeinflusst wird. Deshalb könnte das Mikrobiom ein Faktor sein, der Wechselwirkungen zwischen Genetik und Umweltfaktoren mit Auswirkungen auf die Fitness verbindet. Derzeit kann dieser Bezug jedoch nur auf Grundlage von Ergebnissen verschiedener wissenschaftlichen Arbeiten, die die Faktoren einzeln betrachten, vermutet werden. Eine ganzheitliche Untersuchung aller Komponenten steht bislang aus. Das Ziel des hier vorgeschlagenen Projekts ist es daher zu untersuchen, wie die Vielfalt der Immungene und die Quecksilberbelastung zusammenwirken, um das Mikrobiom und die Fitnesskomponenten einzelner Individuen zu beeinflussen. Wir möchten dies tun unter Verwendung eines longitudinalen Ansatzes, innerhalb eine Wildpopulation von Flussseeschwalben (Sterna hirundo). Insbesondere schlagen wir vor, wiederholt Blut- und Stuhlproben von einzeln markierten Flussseeschwalben bekannten Geschlechts, Alters und Abstammung zu entnehmen, um ihren Immungenotyp sowie ihre Quecksilberbelastung und Zusammensetzung des Mikrobioms zu bewerten. Darüber hinaus werden wir verschiedene Umweltparameter (z. B. Brutdichte, Futterverfügbarkeit) sowie das Stresslevel, die Fortpflanzungsleistung und das Überleben dieser Vögel überwachen. Auf diese Weise ist es uns möglich (i) Veränderungen der Quecksilberbelastung und des Mikrobioms im gleichen Individuum im Zeitverlauf zu quantifizieren, (ii) die Zusammenhänge zwischen diesen Veränderungen im Individuum und Veränderungen in der Umwelt zu verstehen, und (iii) zu testen in wie weit Auswirkungen auf Fitnesskomponenten vom Immungenotyp abhängig sind. Dies wiederum wird uns helfen zu verstehen, ob und wie globale Veränderungen zu natürlicher Selektion führen, einem der großen Ziele und Verantwortungsbereiche der Evolutionsökologen weltweit.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Polen
• Kooperationspartner: Dr. Radoslaw Wlodarczyk