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Projekt
Aufschlüsselung der Nahrungskette von magnetotaktischen Bakterien zu Protozoen unter Labor- und Umweltbedingungen
Antragsteller
Professor William Orsi, Ph.D.
Fachliche Zuordnung
Physik des Erdkörpers
Förderung
Förderung seit 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 521251125
Versteinerte Magnetosomen, die von magnetotaktischen Bakterien (MTB) produziert werden, sind ein entscheidender Proxy in Paläomagnetismus-Studien, die verwendet werden, um den Zeitpunkt vergangener geologischer Ereignisse in der Erdgeschichte zu rekonstruieren. Die Umwelt- und ökologischen Prozesse, die die Häufigkeit von MTB in natürlichen Umgebungen und deren Magnetosomen kontrollieren, sind jedoch nur unzureichend bekannt. Ein Schlüsselaspekt der MTB-Ökologie, der noch unzureichend charakterisiert ist, ist die Frage, wie ihre Häufigkeit in natürlichen Umgebungen durch mikrobielle Räuber kontrolliert wird: räuberische Protozoen (Protisten). Das Forschungsziel der vorgeschlagenen Arbeit besteht darin, in kontrollierten Laborexperimenten zu untersuchen, wie räuberische Protisten die Häufigkeit magnetotaktischer Bakterien kontrollieren und welche Auswirkungen das Abweiden von Protisten auf die Erhaltung von Magneotosomen hat. Zur Beantwortung dieser Fragestellung wird ein neuartiger Versuchsaufbau angewendet, der zum ersten Mal die gesamte Vielfalt der Protisten, die MTB unter Umweltbedingungen konsumieren, direkt identifiziert und die Raten von MTB-Abweidung und Magnetosomenauflösung unter kontrollierten Laborbedingungen ermitteln wird. Darüber hinaus werden wir auch Experimente mit mutierten und Wildtyp-MTB durchführen, um herauszufinden, welche MTB-Phänotypen eine Rolle, bei dem Entgehen der Prädation durch bestimmte Protisten, spielen. Dies geschieht in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Dirk Schüler, welcher eine große Kultursammlung von mutierten MTB-Stämmen mit unterschiedlichen Phänotypen unterhält, die wir in unseren Protistenweideexperimenten einsetzen werden. Dies wird Aufschluss darüber geben, welche MTB-Phänotypen für das Überleben in Gegenwart von wichtigen Protisten-Räubern entscheidend sind und wie sie unter bestimmten Umweltbedingungen Raubtiere vermeiden. Wir werden auch die Auflösungsrate der Magnetosomen durch die Protisten bewerten, die die Magnetosomen auflösen können, nachdem die MTB aufgenommen wurden. Bei den Magnetosomen, die zwar aufgenommen, aber nicht vollständig aufgelöst wurden, werden wir die Veränderungen in der Morphologie und den magnetischen Eigenschaften der Magnetosomen untersuchen. Die veränderten magnetischen Eigenschaften der aufgenommenen Magnetosomen werden in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Stuart Gilder mittels einer Analyse der Umkehrkurve erster Ordnung (FORC) der aufgenommenen Magnetosomen am Ende der Weideversuche untersucht. Dies wird Aufschluss darüber geben, wie das Abweiden von Protisten die magnetischen Eigenschaften der Magnetosomen beeinflusst, ein wichtiger, aber schlecht verstandener Faktor im Magnetosomen-Fossilisierungsprozess. Da die von MTB produzierten Magnetosomen ein wichtiger Proxy für paläomagnetische Studien vergangener geologischer Ereignisse sind, werden die Ergebnisse dieses Projekts die Interpretation von Magnetofossilien in der geologischen Aufzeichnung unterstützen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
