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Projekt
Der Einfluss bakterieller Aktivität auf den Zerfall und die Fossilisation von Arthopoden: Eine experimentelle Studie
Antragstellerinnen / Antragsteller
Professorin Dr. Gabriele Bierbaum; Professor Dr. Jes Rust
Fachliche Zuordnung
Paläontologie
Förderung
Förderung von 2018 bis 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 348043586
Arthopoden besitzen die höchste Artenvielfalt innerhalb der Metazoa. Aussagen zur Evolution und Phylogenie der Arthropoden werden vielfach von außergewöhnlich gut erhaltenen Fossilien aus sogenannten Konservatlagerstätten abgeleitet. Diese Fossilien sind durch eine komplexe Abfolge von biologischen, chemischen und geologischen Prozessen, die direkt nach dem Tode eines Organismus einsetzen, entstanden. Zwischen dem Tod und der Einbettung des Organismus in das Sediment liegt eine besonders kritische Phase, denn Mikroorganismen aus der körpereigenen Flora oder der Umwelt führen zu Verwesung (aerob) oder/und Fäulnis (anaerob) des Organismus. Hier kann es zu einem teilweisen oder vollkommenen Abbau von Strukturen kommen, die für die phylogenetische Interpretation wichtig sind. Diese bakterielle Zersetzung, die nicht in allen Geweben gleich schnell vor sich geht, hat bei Vertebraten zu gravierenden Fehlinterpretationen im Fossilbericht geführt, da die teilweise zersetzten Fossilien phylogenetisch falsch eingeordnet wurden. Neben der Zersetzung der Organismen können Bakterien aber auch einen Beitrag zur Bildung von Fossilien leisten. Über die Synthese von Biofilmen, die anschließend durch Einlagerung von Mineralien versteinern, können Abdrücke des Organismus oder seiner Weichteile, z. B. des Darms, überliefert werden. Auch die Einlagerung von Mineralien in den Biofilm kann durch bakterielle Stoffwechselaktivitäten begünstigt werden. Das übergeordnete Ziel dieses Antrags ist ein besseres Verständnis der mikrobiellen Abbauprozesse an Arthropoden und ihre Auswirkungen auf den Fossilisationsprozess bzw. die Qualität der Fossilüberlieferung. Zu diesem Zweck werden die Disartikulation von Arthropoden und die sich parallel entwickelnden mikrobiellen Gesellschaften analysiert. Dabei sollen auch chemische und physikalische Parameter untersucht und die besten Bedingungen für die Fossilisation ermittelt werden. Unter anderem soll das Mikrobiom unter verschiedenen Umweltbedingungen durch 16S rRNA Sequenzierung erfasst und in Hinblick auf seine Herkunft (z. B. Darm oder Umwelt) charakterisiert werden. Diese Ergebnisse sollen mit dem Zerfall und eventuellen morphologischen und anatomischen Änderungen korreliert werden. Weiterhin sollen Bakterienstämme isoliert und charakterisiert werden, die sich durch die Produktion von Biofilmen oder Exoenzymen auszeichnen. Um zu zeigen, dass die Bildung von Biofilmen die Fossilisation begünstigt und dass die Sekretion von Exoenzymen dagegen zu einem beschleunigten Abbau führt, sollen die verschiedenen Gewebe der Arthropoden mit den isolierten Bakterienstämmen inkubiert und auf ihre Stabilität getestet werden. So soll in systematischer Weise ein Einblick in die Auswirkungen der bakteriellen Aktivität auf die Fossilisation gewonnen werden und die Bedingungen, die eine außergewöhnliche Erhaltung der Weichteile von Arthropoden unter verschiedenen Umweltbedingungen und über geologische Zeitspannen ermöglichen, besser verstanden werden.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
