Die Rolle mixotropher Bakterivorie für das mikrobielle Nahrungsnetz der Seen im globalen Wandel (LakeMix)

• Antragstellerin: Dr. Mia Bengtsson, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie ; Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme ; Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 329628835

Mixotrophe Protisten kombinieren phagotrophe mit phototropher Ernährung. Sie sind in Ozeanen und in Binnengewässern weit verbreitet, allerdings ist ihre Rolle in aquatischen Nahrungsnetzen wenig untersucht und noch weitgehend unklar. Aktuellen Studien in marinen Ökosystemen zufolge können mixotrophe Protisten erheblich zur Bakterivorie beitragen. Dennoch wird dieser Tatbestand in Modellen pelagischer Nahrungsnetze nur bedingt berücksichtigt und noch weitgehend auf die traditionelle Unterteilung von autotrophen und heterotrophen Protisten gebaut.Insbesondere der Einfluss mixotropher Protisten auf das mikrobielle Nahrungsnetz von Seen ist kaum erforscht, obwohl sie dort reichlich und in großer Diversität vorkommen. Der quantitative Einfluss von mixotrophen Bakterivoren auf die Struktur von Bakteriengemeinschaften ist ebenso unklar. Zwar erscheint es offensichtlich, dass die Bedeutung mixotropher Protisten lichtabhängig ist, jedoch fehlen experimentelle Daten hierzu gänzlich. Dies ist umso bemerkenswerter, da sich im Zuge des Klimawandels die thermischen Schichtungsverhältnisse der Binnengewässer als auch das Lichtklima unter Wasser verändert. LakeMix will diese Lücken schließen und den quantitativen sowie qualitativen Einfluss mixotropher Bakterivorer im Hinblick auf Klimaveränderungen erfassen. LakeMix gliedert sich in vier Abschnitte: (1) Laborversuche, in denen mit repräsentativen Arten die Selektivität und der Einfluss auf Bakteriengemeinschaften untersucht wird (2) Mesokosmenversuche, in denen natürliche Planktongemeinschaften eines oligotrophen Sees verschiedenen Licht- und Schichtungsbedingungen ausgesetzt werden, um die Konsequenzen des Klimawandels experimentell zu testen. (3) Regionaler Seenvergleich, bei dem mixotrophe Bakterivore entlang eines Trophiegradienten identifiziert und phylogenetisch charakterisiert wird. (4) Europäischer Seenvergleich, bei dem Seen über verschiedene Umweltgradienten hinweg untersucht werden und potentiell mixotrophe Arten anhand molekularer Methoden quantifiziert werden. LakeMix kombiniert kontrollierte Labor- und Freilandversuche mit umfassenden Untersuchungen an natürlichen Seesystemen, um einen weiten Gradienten ökologischer Komplexität abzudecken. In der einzigartigen Mesokosmenanlage des IGB (LakeLab) werden wir die thermische Schichtung der Wassersäule gezielt manipulieren und die Rolle mixotropher Organismen unter verschiedenen Klimaszenarien untersuchen. Neueste molekulare Methoden wie „high-throughput-sequencing“ gekoppelt mit stabiler Isotopenanalyse und Sortierung via Durchflusszytometrie ermöglichen es uns, mixotrophe Protisten zu identifizieren und die dringend benötigten quantitativen Daten zu liefern, um die Schlüsselfunktion mixotropher Mikroorganismen im mikrobiellen Nahrungsnetz zu erforschen. Darüber hinaus wird unser Verständnis zur Funktion dieser weitverbreiteten und schwer charakterisierbaren Planktongruppe im aquatischen Kohlenstoff- und Energiefluss verbessert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Österreich
• Partnerorganisation: Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Hans-Peter Grossart; Dr. Jens C. Nejstgaard; Professor Dr. Robert Ptacnik; Professor Dr. Tim Urich