Artbildung von Protozoen auf Seebergen und Inseln Macaronesiens: Potentielle Isolation von benthischen Protisten
Evolution, Anthropologie
Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
Physik, Chemie und Biologie des Meeres
Systematik und Morphologie der Tiere
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Heterotrophe Protisten sind die diversesten Eukaryoten in den Meeren und spielen eine wichtige Rolle für den Stofffluss. Unser Wissen über die Prozesse, die zu dieser enormen Vielfalt geführt haben, ist jedoch sehr begrenzt. Ziel unseres Projekts war es, die Frage weiter zu klären, wie sich diese Vielfalt in den Ozeanen entwickelt hat. Für größere Organismen, insbesondere für litorale und sublitorale Regionen, ist die Theorie der Inselbiogeographie anerkannt, die besagt, dass Inseln und Seeberge aufgrund ihrer isolierten Lage eine wichtige Rolle für die Evolution von Arten spielen. In diesem Projekt wollten wir untersuchen, ob diese Theorie auch auf Protisten zutrifft. Wir stellten die Hypothese auf, dass auf den makaronesischen Inseln, wegen ihrer isolierten Lage und der biogeographischen Trennung von litoralen/bathyalen und Tiefseegemeinschaften, endemische Protistenarten vorkommen. Um diese Hypothese zu testen, haben wir Sedimentproben in 250, 500, 750 und 1000m Tiefe auf Madeira und Porto Santo genommen und Umweltsequenzierung mit Abundanzanalysen und Kultivierung kombiniert, um die Diversität und Verteilung benthischer Protistengemeinschaften entlang der Transekte zu untersuchen. Die Ergebnisse der makaronesischen Inseln haben wir mit Ergebnissen der Azoren kombiniert, wo wir einen ähnlichen Ansatz verwendet haben. Dieser kombinierte Datensatz über Inselgemeinschaften wurde dann mit unserem Datensatz über Protisten in Tiefseebecken weltweit verglichen. Alle Methoden zeigten, dass die Verbreitungsmuster der Protisten von der Tiefe abhängen und dass die beiden makaronesischen Inseln, die durch Tiefseeregionen getrennt sind, von unterschiedliche Gemeinschaften bewohnt sind, was unsere Hypothese unterstützt, dass viele Protistenarten in ihrer Verbreitung begrenzt und aufgrund fehlender Anpassungen an die Bedingungen in der Tiefsee auf eine bestimmte Tiefe beschränkt sind. Das gleiche Muster wurde auf den Azoren beobachtet. Der Vergleich mit den Azoren zeigte, dass sich die Gemeinschaften zwischen den Inselgruppen stärker unterscheiden als zwischen den Inseln einer Gruppe. Darüber hinaus zeigten unsere Analysen eine starke Trennung zwischen den Gemeinschaften der Inseln und der Tiefseebecken. Diese Ergebnisse stützen unsere Hypothese, dass marine benthische Protisten auf verschiedenen Inseln durch umgebende Tiefseeregionen getrennt sind. Artbildungsprozesse scheinen durch biogeographische Isolation der Arten auf den Inseln unterstützt zu werden, was zu einzigartigen Gemeinschaften führt. Im Rahmen dieses Projekts haben wir wichtige neuen Daten erarbeitet, die dazu beitragen, die Rolle von Inseln und Seebergen für die Artbildung von Protisten zu identifizieren und den Ursprung der marinen Protistenvielfalt zu entschlüsseln. Dies ist eine wichtige Erkenntnis für den notwendigen Erhalt mariner Lebensräume in Zeiten von globaler Erwärmung, Tiefseebergbau und Diversitätsverlust.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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PhD thesis (2022): “Biogeography and its impact on benthic heterotrophic protists – Investigations from the littoral to the deep sea”
Manon Dünn
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Distribution Patterns of Benthic Protist Communities Depending on Depth Revealed by Environmental Sequencing—From the Sublittoral to the Deep Sea. Microorganisms, 11(7), 1664.
Dünn, Manon & Arndt, Hartmut
