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EVOLutionäre Anpassung des antarktischen PHytoplanktons in einer fluktuierenden Umwelt
Antragsteller
Dr. Christoph Plum
Fachliche Zuordnung
Physik, Chemie und Biologie des Meeres
Förderung
Förderung seit 2024
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 542002778
Im Südlichen Ozean (SO) kommt es zu erheblichen Veränderungen der Umweltbedingungen, die mit der abnehmenden Dauer und Ausdehnung des Meereises, der veränderten Saisonalität, der zunehmenden Temperaturvariabilität bei steigender Meeresoberflächentemperatur (SST), einer Verringerung der Salinität in Küstengebieten und der veränderten Verfügbarkeit wichtiger Nährstoffe wie Eisen, Stickstoff und Phosphor einhergehen. Phytoplankton kann eine Reihe von Anpassungsstrategien an veränderte Umweltbedingungen zeigen, darunter phänotypische Plastizität und adaptive Evolution. Dieses Projekt zielt darauf ab, die zugrundeliegenden Mechanismen der evolutionären Anpassung des antarktischen Phytoplanktons auf prognostizierten Veränderungen der unterschiedlicheren Umweltfaktoren unter Berücksichtigung der Umweltvariabilität zu untersuchen. Um die zugrundeliegenden Mechanismen zu verstehen, werden komplexe Laborexperimente durchgeführt und die Reaktion des Phytoplanktons in Bezug auf Wachstum, Photosynthese, Biomasse und Stöchiometrie auf faktorielle Manipulationen von Temperatur, Licht (Zunahme von Mittelwert und Variabilität) und Nährstoffverfügbarkeit zu untersuchen. Die Variation dieser Parameter führt zu einer Umweltheterogenität, welche die phänotypische Plastizität und Anpassung des Phytoplanktons stark beeinflusst. Daher besteht das zweite Ziel darin, die Mechanismen der langfristigen evolutionären Anpassung von SO-Phytoplanktonmerkmalen (Wachstum, Photosynthese) auf allmählich steigende Temperaturen unter konstanten und fluktuierenden Bedingungen zu untersuchen, sowie die plastische Reaktion auf prognostizierte, multifaktorielle Szenarien, sowie die Toleranz gegenüber thermischen Extremereignissen nach einer langfristigen Anpassung zu verstehen. Die Originalität des Projekts liegt in der Kombination von Evolutionsökologie und Global Change Biology, um die Anpassungsfähigkeit verschiedener funktioneller Gruppen mariner Mikroorganismen als Reaktion auf die interaktiven Auswirkungen veränderter Umwelteigenschaften und Veränderungen der Umweltvariabilität zu bewerten. Insgesamt wird das Projekt zu einem mechanistischen Verständnis der evolutionären Anpassung im Phytoplankton des Südlichen Ozeans beitragen und ein Verständnis für die Funktionsweise von Planktongemeinschaften unter zukünftige Veränderungen der Umweltbedingungen schaffen. Dies ist entscheidend für die Möglichkeit einer Vorhersage darüber, wie SO-Organismen und das antarktische Nahrungsnetz auf Szenarien des Klimawandels reagieren werden.
DFG-Verfahren
Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
Teilprojekt zu
SPP 1158:
Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten
Internationaler Bezug
Uruguay
Kooperationspartnerin
Dr. Miriam Gerhard