Ermittlung rezenter anthropogener Einflüsse auf Seen mittels Metabarcoding

• Antragsteller: Professor Dr. Miklós Bálint
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen ; Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 273732160

Biodiversität ist ein wichtiger Faktor für die Belastbarkeit von Ökosystemen und ist eng mit deren Funktionieren verknüpft. Zudem ist Biodiversität ein sensibler Indikator für den Gesundheitszustand von Ökosystemen, der zunehmend durch anthropogene Faktoren gestört wird. Die Langzeitauswirkungen von Umwelteinflüssen auf natürliche Gemeinschaften wurden bisher selten experimentell untersucht, da Forschungsprojekte meist für einen vergleichsweise kurzen Zeitraum von wenigen Jahren bewilligt werden. Paläoökologische Daten beziehen sich meist auf Überreste weniger erhaltener Organismen und können nicht zur Rekonstruktion ganzer Gemeinschaften herangezogen werden. Im Angesicht globaler Veränderungen besteht die dringende Notwendigkeit zu verstehen, wie die Zusammensetzung und Diversität von See-Ökosystemen auf Veränderungen reagieren und wie diese Reaktionen das Funktionieren eines See-Systems beeinflussen. Ich werde daher die Zusammensetzung, Diversität und Schlüsselfunktionen historischer Eukaryoten-Gemeinschaften in Seen in einem erweiterten Zeitfenster betrachten und ihre im Sediment erhaltene DNS durch Metabarcoding untersuchen. Wir werden Untersuchungen von DNS-Sequenzen von Zooplankton, Phytoplankton, benthischen Vertebraten und Ansammlungen aquatischer Makrophyten durchführen. Unsere zentralen Fragen sind a. Wie verändern sich die Zusammensetzung und Diversität von See-Gemeinschaften über einen längeren Zeitraum regional und wie sind die Erholungsraten dieser Gemeinschaften nach der Einflussnahme schwerer Störungen? b. Sind störungsbezogene Veränderungen bei der intraspezifischen genetischen Diversität größer als bei der interspezifischen genetischen Diversität? c. Wie belastbar sind See-Gemeinschaften, unter dem Gesichtspunkt bisher nicht verfügbarer Langzeitstudien über die Funktion von Ökosystemen (Prävalenz von Algatoxingenen, Änderungen der trophischen Interaktionen)? Wir werden Seesedimentkernproben aus den Masurischen und Mecklenburgischen Seenplatten entnehmen und sie innerhalb eines ca. 100-jährigen Zeitraum untersuchen. Wir werden dabei die Methode des Matabarcoding anwenden um den weiten zeitlichen paläoökologischen Rahmen mit der einheitlichen Datenerhebung, der taxonomischen Auflösung und der reproduzierbar Gestaltung von Langzeitstudien zu kombinieren. Wir werden die Daten in ihrem ökologischen Rahmen von klar umrissenen Gemeinschaften und Ökosystemen analysieren. Unsere Arbeit wird mit dem Potenzial der next-generation DNS Sequenzierung neue Wege und Möglichkeiten aufzeigen, Biodiversität und Ökosystemfunktionen in bisher unbekannten zeitlichen und räumlichen Ausmaß zu untersuchen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Dänemark
• Kooperationspartner: Professor Dr. Thorbjørn Joest Andersen; Professor Dr. Rolf-Alexander Düring; Professor Dr. Mark Gessner; Professor Dr. Hans-Peter Grossart; Dr. Christian Kehlmaier; Professor Dr. Andreas Mulch; Professor Dr. Klaus Schwenk