Bedeutung des Mikrobioms für den Schildkrötenschutz: Untersuchungen zur Schutzwirkung des Eierschalenmikrobioms gegen die aufkommende Pilzkrankheit Fusariosis im Modellsystem der Gelbpunkt-Amazonas-Flussschildkröte

• Antragstellerin: Professorin Dr. Simone Sommer
• Fachliche Zuordnung: Evolution, Anthropologie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 517884764

Das Aufkommen von Pilzpathogenen, die Wildtiere bedrohen, hat exponentiell zugenommen. Während katastrophale Rückgänge bei Amphibien und Fledermäusen durch Pilzpathogene gut dokumentiert sind, wurde der hohen Sterblichkeit bei Meeresschildkröten aufgrund der neu auftretenden Pilzkrankheit Fusariosis wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Fusariosis wird durch eine Gruppe verwandter Krankheitserreger im Artenkomplex Fusarium solani verursacht und führt zu einem Massensterben aller sieben Meeresschildkrötenarten, indem sie Schildkröteneier während der Inkubation infiziert und den Bruterfolg drastisch mindert. Erschreckenderweise wurde dieser Erreger kürzlich bei der Gelbpunkt-Amazonas-Flussschildkröte (Podocnemis unifilis) im ecuadorianischen Amazonasgebiet nachgewiesen, was darauf hindeutet, dass dieser Erreger auch eine Bedrohung für die 357 Süßwasserschildkröten- und terrestrischen Schildkrötenarten darstellen könnte, von denen viele bereits gefährdet sind. Jedoch ist der Wissenstand bezüglich dieser Pilzinfektion, einschließlich ihrer Übertragungsdynamik, Pathogenität und langfristigen Fitnesseffekte auf Schildkrötenwirte weitgehend unbekannt. Um diese Lücke zu schließen, möchten wir die Dynamik der Fusarium-Krankheit am Beispiel von P. unifilis untersuchen. Diese Art ist Teil eines seit 2002 von der Tipuni Biodiversity Station/Amazonas durchgeführten Erhaltungsprogramms, bei dem Eier beim Legen gesammelt und Schlüpflinge vor der Freilassung in Gefangenschaft aufgezogen werden, um eine übermäßige Ernte von Eiern zu vermeiden. In diesem Zusammenhang werden wir die umweltbedingten und maternalen Quellen der Fusarium-Infektion zum Zeitpunkt der Eiablage untersuchen und Eier in Gefangenschaft monitoren, um Pathogenität und Infektionsentwicklung zu charakterisieren. Darüber hinaus werden wir untersuchen, wie sich die Habitatdegradation durch den Palmölanbau auf die Prävalenz und Pathogenität von Fusarium auswirkt. Schließlich werden wir die Rolle des Eierschalenmikrobioms, das kürzlich mit der Fusarium-Resistenz in Verbindung gebracht wurde, hinsichtlich der Infektionsauswirkungen und des Bruterfolgs analysieren, mit dem Ziel Eierschalenmikroben zu identifizieren, die für den Schildkrötenschutz genutzt werden können. Derzeit ist unser Wissen über die Entwicklung und den Aufbau des Ei-Mikrobioms auf Vogelarten beschränkt und diese Mechanismen gelten nicht für Schildkröten aufgrund unterschiedlicher elterlicher Fürsorgestrategien zwischen Vögeln und Schildkröten. Studien zur Übertragung und Entwicklung des bakteriellen und pilzlichen Mikrobioms der Eizelle bei oviparen Reptilien ohne elterliche Fürsorge wie Schildkröten und ihre funktionelle Rolle bei der Vermittlung von Pathogenresistenz fehlen. Die so generierten Erkenntnisse werden unser Verständnis von Fusarium und die Bedeutung von Wirt-Mikrobiom-Interaktionen für die Gesundheit von Schildkröten erheblich erweitern, um so zu effektiven Strategien zum Schutz von Schildkröten beitragen zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen