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Projekt
Verschiebungen in der Form einer Ciliaten-Mikroalgen-Symbiose als Reaktion auf veränderte Beutedichten, Konkurrentendichten und Temperatur
Antragstellerinnen / Antragsteller
Dr. Toni Klauschies; Dr. Stefanie Moorthi
Fachliche Zuordnung
Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
Förderung
Förderung seit 2024
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 528028597
Symbiosen sind enge Verbindungen zwischen verschiedenen zusammenlebenden Arten, die in aquatischen Systemen weit verbreitet und von entscheidender Bedeutung für die Struktur und die Persistenz von Ökosystemen sind. Die Stärke und Form einer Symbiose hängt von den damit verbundenen Kosten und Nutzen für beide symbiotische Partner ab, was entweder zu kommensalistischen, mutualistischen, konkurrierenden, parasitären oder räuberischen Interaktionen führt. Diese Kosten / Nutzen für die Symbiosepartner können durch biotische und abiotische Umweltbedingungen verändert werden, was die Form der Symbiose kontextabhängig macht und zu potenziellen Verschiebungen entlang von Umweltgradienten führt. Jedoch fehlt uns derzeit ein umfassendes Verständnis solcher kontextabhängigen Veränderungen in der Stärke und Form von Symbiosen und ihrer Auswirkungen auf Ökosystemfunktionen, insbesondere in planktischen mikrobiellen Nahrungsnetzen. Das Projekt untersucht die Kontextabhängigkeit einer limnischen Ciliaten-Mikroalgen Symbiose, d.h. zwischen dem weit verbreiteten Ciliaten Coleps hirtus viridis und seinem Endosymbionten Micractinium sp. Ziel ist es, kontextabhängige Veränderungen in den Kosten / Nutzen, sowie der Symbioseform und ihre Folgen für die Populationsdynamik der Symbiosepartner und anderer interagierender Arten zu erfassen. Dazu wird in Laborexperimenten das Populationswachstum von symbiontenfreien und symbiontentragenden Coleps sowie von freilebenden und endosymbiotischen Micractinium entlang vier verschiedener Umweltgradienten untersucht: 1) Dichte der Mikroalge Cryptomonas sp. (Beute von Coleps, Konkurrent von Micractinium), 2) Dichte eines heterotrophen Ciliaten-Konkurrenten, 3) gelöste anorganische Nährstoffe (verändern Nahrungsqualität der Beute) und 4) Temperatur (verändert Nahrungsqualität der Beute und Stoffwechselraten aller Arten). Einfache Monokulturexperimente zur Quantifizierung der Kosten / Nutzen in der Coleps-Micractinium-Symbiose entlang der Umweltgradienten werden mit komplexeren Gemeinschaftsexperimenten kombiniert. Hier werden wir die Dynamik und mögliche Wechselwirkungen zwischen den symbiontenfreien und den symbiontentragenden Coleps mit Micractinium in Konkurrenz mit dem rein heterotrophen Ciliaten und der Algenbeute bei unterschiedlichen Temperatur- und Nährstoffbedingungen verfolgen. Experimentelle Ergebnisse werden mit einem mathematischen Modell abgeglichen (aus SP2 adaptiert), welches zur Optimierung der Versuchsdesigns und zur Identifizierung der zugrundeliegenden ökologischen Mechanismen verwendet wird (Einfluss der Arten-Interaktionen und Umweltbedingungen auf die Symbioseform und die Populationsdynamik). Darüber hinaus werden wir die Literatur zu Ciliaten-Mikroalgen-Symbiosen systematisch auf Kontextabhängigkeit überprüfen, um unsere Experimente und andere Teilprojekte von DynaSym zu unterstützen, und wir werden eine Daten-Synthese über alle Ciliaten-Mikroalgen-Symbiosen aus verschiedenen Teilprojekten von DynaSym durchführen.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
