Molekulares Artkonzept in benthischen Foraminiferen unter Einbeziehung von morphologischen, ökologischen und biogeographischen Daten sowie Vergleich mit fossilen Formen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel dieses Projektes war es, unsere Kenntnisse über phylogenetische und taxonomische Zusammenhänge innerhalb der benthischen Foraminiferen durch den verstärkten Einsatz von molekularbiologischen Methoden zu erweitern. Während mehrerer Expeditionen in unterschiedlichen geographischen Regionen wurden Sedimentproben genommen und benthische Foraminiferen isoliert. Diese wurden sowohl morphologisch als auch molekulargenetisch untersucht. Durch Einbeziehung umfangreicher Sequenzdaten der SSU rDNA konnten vor allem die Foraminiferen-spezifischen, wertvolle Informationen tragenden variablen Bereiche für die phylogenetische Analyse genutzt werden. Die Erhöhung der phylogenetischen Informationen führte zu einer wesentlichen Verbesserung der Stammbäume, besonders aber auch zu neuen Erkenntnissen in der Gruppierung der Textulariida, Trochamminida, Rotaliida und Buliminida. Unsere Ergebnisse belegen insbesondere, dass auf der einen Seite einige der als Arten klassifizierte Morphotypen vermutlich Ökomorphotypen ein und derselben Art darstellen; auf der anderen Seite stellen einige der morphologisch bisher kaum unterschiedenen Arten möglicherweise einen Komplex verschiedener Genotypen dar. Durch den Vergleich von Sequenzdaten (SSU rDNA und ITS-Region) geographisch distinkter Populationen in verschiedenen Taxa konnte ein Einblick in die genetische und morphologische Plastizität auf Populations-, Art und Gattungsebene gewonnen werden. Hierbei ist es erforderlich, durch multiple PCR, Klonierung und Sequenzierung die intra- und interindividuelle bzw. interspezifische Variabilität zu ermitteln. Starke Heterogenität der SSU rDNA innerhalb einer Art deutet nicht notwendigerweise auf „kryptische Arten" hin, sondern kann möglicherweise auf der Assoziation mit anderen, nicht-schalentragenden Formen („hermits") beruhen. Die zusätzliche Anwendung von RNA-Sekundärstrukturmodellen konnte Aufschluss geben auf der Ebene von Populationen, aber auch darüber hinaus Gattungszusammenhänge klären; sie ist auch für Analysen auf höherem phylogenetischen Niveau einsetzbar. Zum ersten Mal wurden für die Auswertung der Foraminiferen-Daten erfolgreich auch Netzwerk-Analysen angewendet. Die in diesem Projekt gewonnenen Daten machen deutlich, dass molekularbiologische Untersuchungen zur detaillierten Dokumentation der Biodiversität notwendig sind und Veränderungen in der Taxonomie und Phylogenie rezenter benthischer Foraminiferen nach sich ziehen können. Insgesamt stellte sich heraus, dass verstärkt auch über unterschiedliche molekulare Differenzierungsgeschwindigkeiten innerhalb verschiedener Gruppen nachgedacht werden muss.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- 2001. Cyst forming foraminifera: the origin of agglutinated foraminifera?. Poster and summary, 6th International Workshop on Agglutinated Foraminifera, Prague, Czech Republic: p.21
Heinz, P., Geslin, E. and Ertan, K. T.
- 2001. Molecular phylogenetic relationships among benthic and planctic foraminifera as inferred from small subunit ribosomal DNA sequences. Poster and summary, 11th International Congress of Protozoology (ICOP XI), 15.-20.07.2001, Salzburg, Austria
Ertan, K. T., Langer, M., Hemleben, V. and Hemleben, Ch.
- 2002. Molecular phylogeny of benthic foraminifera. Poster and summary, International Congress of the Society for Molecular Biology and Evolution (SMBE) and the International Society for Molecular Evolution (ISME), Naples, Italy
Ertan, K. T., Stögerer, K., Hemleben, Ch. Hemleben, V.
- 2002. Molekulargenetische Charakterisierung ausgewählter benthischer Foraminiferen. Poster and summary, A.F.W. Schimper-Stiftung in Hohenheim
Ertan, K. T., Stögerer, K., Hemleben, V., Hemleben, Ch.
- 2004. Molecular and ecological characterization of selected benthic foraminifera. In: S.-W. Breckle (Ed): Results of worldwide ecological studies: Proceedings of the 2nd Symposium of the A.F.W. Schimper-Foundation. Stuttgart, 327-333
Ertan, K.T.
- 2004. Molecular evolution of some selected benthic foraminifera as inferred from sequences of the small subunit ribosomal DMA. Marine Micropalaeont. 53: 319-340
Ertan, K.T., Hemleben, V., Hemleben, C.
- 2005. Molecular biology research on Foraminifera. Progr. Natural Sci. 15: 673-677
Li, B., Ertan, K.T., Hemleben, C.
- 2006. Diversity of SSU sequence data for Chilostomella individuals allowed to distinguish biogeographic population differentiation and putative hermit types. Foram 2006, Natal, Brasilien
Hemleben, V., Grimm, G.W., Kitazato, K., Hemleben, Ch.
- 2006. Molecular evolution of the foraminiferal SSU rDNA: prospects and pitfalls. Foram 2006, Natal, Brasilien
Grimm, G.W., Sprenger, D., Hemleben, V., Hemleben, Ch.
- 2007. Diversity of rDNA in Chilostomella: molecular differentiation patterns and putative hermit types. Marine Micropaleontology 62: 73-90
Grimm, G.W., Stögerer, K., Ertan, K.T., Kitazato, H., Kucera, M., Hemleben, V., Hemleben, C.
