Funktionsweise des Korallen-Holobionten unter Umweltveränderung: Untersuchung der Schlüsselfaktoren für assoziierte Denitrifizierung - DECODE

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Wild
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 459845997

Stickstoff ist ein limitierender Nährstoff in hochproduktiven Korallenriffen. Daher ist einerseits effizientes Stickstoff-Recycling innerhalb des Korallen-Holobionten (d.h. der Kombination aus dem Korallentier und seinen mikrobiellen Partnern inklusive der Zooxanthellen = Mikroalgen, die in hoher Dichte im Gewebe vieler riffbildender Korallen vorkommen) wichtig. Andererseits können hohe interne Stickstoffkonzentrationen das Funktionieren des Korallen-Holobionten aber auch gefährden, denn die daraus resultierende Phosphor-Limitation kann z.B. die Bleichungsanfälligkeit erhöhen. Daher spielt das Korallen-assoziierte Mikrobiom eine entscheidende Rolle um entweder Stickstoff a) über Fixierung zu gewinnen oder (b) über die Denitrifizierung zu entfernen. Prokaryoten, die Stickstoff fixieren können (Diazotrophy), reagieren sehr anfällig auf Umweltveränderungen, aber wir wissen nur sehr wenig über die Faktoren, die den Schlüsselprozess Denitrifizierung steuern. Kürzlich konnte gezeigt werden, dass beide Schlüsselprozesse innerhalb des Stickstoff-Kreislaufes oft gemeinsam in Korallen nachweisbar sind. Sie scheinen sogar miteinander korreliert zu sein and möglicherweise eine gemeinsame Energiequelle innerhalb des Korallen-Holobionten zu teilen, wahrscheinlich Photosyntheseprodukte der Zooxanthellen. Basierend auf dem aktuellen Forschungsstand, nehme ich an, dass ein stabiler Korallen-Holobiont durch eine Balance zwischen den drei erwähnten funktionellen mikrobiellen Gruppen charakterisiert ist. Eine Abweichung von diesem Gleichgewicht kann zu einer Überwindung der N-Limitierung für die Zooxanthellen führen mit entsprechenden Konsequenzen für die Gesundheit der Koralle. Das hier beantragte Projekt DECODE (Determining the drivers of coral-associated denitrification) kombiniert Feldstudien in saisonaler Auflösung mit Labormanipulationsstudien. Ich möchte dabei die biotischen und abiotischen Schlüsselfaktoren die korallenassoziierte Denitrifizierung steuern, sowie ihre Effekte auf das Korallenmikrobiom untersuchen. Dabei verfolge ich einen ganzheitlichen und interdisziplinären Ansatz, der alle Mitglieder des Korallen-Holobionten einschließt und sich an der Grenzfläche zwischen Tierphysiologie, mikrobieller Ökologie, und Biogeochemie bewegt. DECODE wird insofern wichtiges Wissen zum Funktionieren von Korallen-Holobionten im Kontext von Umweltveränderungen liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen