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Projekt
Induzierbare chemische Verteidigungen bei der Interaktion von Primärproduzenten und Herbivoren: Effekte auf die Populationsdynamik als Funktion der Trait-Diversität der Konsumenten
Antragsteller
Professor Eric von Elert, Ph.D.
Fachliche Zuordnung
Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
Förderung
Förderung von 2014 bis 2020
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 257173517
Chemische Verteidigungen stellen eine weit verbreitete Art induzierbarer Verteidigungen bei Pflanzen-Herbivor Interaktionen dar; trotz ihrer weiten Verbreitung sind Effekte auf die Populationsdynamik von Räuber-Beute Systemen bisher nicht untersucht worden. Hier wird ein planktisches System bestehend aus einem Cyanobakterium als Primärproduzent und aus Daphnien als Herbivor vorgeschlagen. Das Cyanobakterium Microcystis aeruginosa bildet bekannte Proteaseinhibitoren (PIs) als Verteidigung gegen Herbivore; die PIs werden bei Anwesenheit aktiv fressender Herbivore induziert, was zu einer Rückkopplung zwischen Herbivoren und dem Ausmaß der Verteidigung auf der Ebene des Primärproduzenten führt. Der plastische Trait Verteidigung auf der Ebene des Primärproduzenten kann durch Messung der Inhibitorgehalte des Cyanobakteriums quantifiziert werden. Hier wird eine Co-Kultur mit Daphnia magna verwendet, um zu untersuchen, wie die induzierbare chemische Verteidigung in M. aeruginosa die Populationsdynamik auf der Ebene von Primärproduzent und Konsument beeinflusst und wie der Trait Verteidigung fluktuiert. Zum Vergleich wird ein Cyanobakterium ohne Verteidigung herangezogen. Ferner wird untersucht, wie Populationsdynamiken und der Trait Verteidigung durch Trait Variabilität der Konsumenten beeinflusst werden; dazu werden ein System mit einem und ein System mit vielen D. magna Genotypen, die sich in ihrem Trait Toleranz gegenüber den PIs unterscheiden, verglichen. In kontrollierten Wachstumsexperimenten werden Parameter variiert mit dem Ziel, die Kosten der Traits Verteidigung beim Primärproduzenten und Toleranz beim Konsumenten zu quantifizieren. Wir erwarten, dass diese Herbivor-vermittelte Induktion einer chemischen Verteidigung auf die Konsumenten zurück koppelt. Spezifisch erwarten wir das der induzierbare Trait Verteidigung im Cyanobakterium (i) deutlich die Räuber-Beute Zyklen beeinflusst und zu einer Dämpfung der Fluktuationen der Populationen von Räuber und Beute in einem System mit nur einem Räuber (ii) deutlich die Räuber-Beute Zyklen in einem System mit mehreren Räubern, die sich in dem Trait Toleranz unterscheiden, beeinflusst. Wir erwarten, dass eine Zunahme der Trait-Variabilität auf der Konsumentenebene zu erhöhter Flexibilität bei Reaktionsmustern (fluktuierend, nicht-fluktuierend) und deshalb zu erhöhter Systemstabilität führt.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
Beteiligte Person
Dr. Thomas Petzoldt
