Molekulare und morphologische Analyse räumlicher und zeitlicher Biodiversitätsmuster von Ciliaten in Pflanzenkläranlagen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die erzielten Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammen fassen. Die Ciliatenfauna mitteleuropäischer Pflanzenkläranlagen ist weitgehend identisch, unabhängig vom Typ der Anlage (vertikal oder horizontal) oder die Ciliatenfauna zwischen den einzelnen Anlagen unterscheidet sich, d.h. es lässt sich nicht von einer Anlage auf eine andere Anlage schließen. Unsere Analysen der drei PKA in Deutschland zeigen tendenziell ein ähnliches Taxonspektrum. Die abschließende quantitative Analyse erfolgt derzeit. Es existieren saisonale Effekte in der Zusammensetzung der Ciliatengemeinschaft. Zwischen der Keimzahl von E. coli bzw. der Gesamt-coliformen Bakterien und der Biodiversität der Ciliaten bzw. der Abundanzen bestimmter dominanter Arten im Jahresverlauf konnte kein Zusammenhang nachgewiesen werden. Es existieren zwar Übereinstimmungen in wenigen dominanten Taxa in den getesteten geographischen Regionen (Deutschland und Thailand), aber nur geringe Übereinstimmungen, wenn alle detektierten Taxa betrachtet werden. Die in Thailand getesteten Anlagen wiesen zudem eine weit höhere Ciliatendiversität auf als die deutschen. Zudem konnte in einem Fall eine signifikante Differenzierung zwischen zwei benachbarten, sich nur im Makrophytenbestand unterscheidenden, PKAs in Thailand aufgedeckt werden. Diese Ergebnisse stellen einen wichtigen Beitrag zur Frage geographischer Verbreitung eukaryotischer Mikroorganismen dar, indem sowohl kleinräumige (ökologische) als auch großräumige (historisch bedingte) Verbreitungsmuster nachgewiesen wurden. In den Baumkronen des Leipziger Auwaldes konnte ein weiterer interessanter Lebensraum untersucht werden. Es konnten 18 verschiedene Ciliatentaxa detektiert werden, von denen 11 Taxa der Klasse Colpodea angehörten, die bislang als typische Bodenciliaten gelten. Weiterhin konnten z.B. vier spirotriche Ciliaten und jeweils ein Vertreter der Oligohymenophorea und Phyllopharyngea detektiert werden. Dabei zeigte sich, dass 90% der detektierten Taxa Cystenbildner sind. Offensichtlich scheint die Cystenbildung in Kombination mit Windverdriftung ein wichtiger Mechanismus für die Verbreitung und das Vorkommen der detektierten Ciliaten in den Baumkronen zu sein. Diese Ergebnisse stellen wichtige neue Erkenntnisse zur Verbreitung von Ciliaten und ihrer Diversität in Baumkronen dar. Methodisch hat sich die Analyse von Klonbanken bewährt. Sowohl SSCP als auch DGGE-Verfahren erwiesen sich für die Gewinnung des notwendigen Datenmaterials als zu aufwändig und daher wenig geeignet. Hochdurchsatz-Sequenziertechniken werden in Zukunft die Methode der Wahl sein.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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„Molecular characterization of ciliate diversity in constructed wetlands“. 25. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Protozoologie (DGP) in Liebenwalde/Berlin (2006)
Haentzsch M, Berendonk TU, Schlegel M, Bernhard D
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(2007): Multiplex PCR approach for species detection and differentiation within the genus Spirostomum (Ciliophora, Heterotrichea). Protist 158, 139-145
Schmidt SL, Treuner T, Schlegel M, Bernhard D
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“Determination of the genus Paramecium and the species of the Paramecium aurelia – complex (Ciliophora) based on newly developed primer”. 7. Research Festival Leipzig, 2008
Haentzsch M, Berendonk TU, Schlegel M, Bernhard D
