Detailseite
Projekt
Verschiebungen von symbiotischen Interaktionen zwischen Bakterien und Algen – Effekte auf Dynamiken und Funktion von Planktongemeinschaften
Antragstellerin
Dr. Birte Matthiessen
Fachliche Zuordnung
Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
Förderung
Förderung seit 2024
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 528028597
Phytoplankton und ihre assoziierten Bakterien formen eine Symbiose. In dieser Beziehung stellt das Phytoplankton neben dem Habitat die hauptsächliche organische Kohlen- und Nährstoffquelle für die Bakterien. Umgekehrt stellen die Bakterien Mikronährstoffe, Vitamine sowie remineralisierte Makronährstoffe für das Phytoplankton bereit. Die Form der Symbiose ist nicht fest und kann sich von Mutualismus über Kommensalismus zu Parasitismus verschieben. Die Form der Symbiose könnte von der absoluten und relativen Dichter sowie der Artzusammensetzung der Partnergemeinschaften abhängen. Die Dichten der Partner sind wiederum durch die Umwelt (Nährstoffe/Temperatur) reguliert. In gemäßigten Breiten mit hohen und fluktuierenden Nährstoffkonzentrationen ist das Phytoplankton meist von Diatomeen dominiert. Während des Aufbaus von Planktonblüten ist die symbiotische Interaktion zwischen Phytoplankton und Bakterien mutualistisch und verschiebt sich in der stationären Phase, wenn Nährstoffe limitierend sind, über eine kommensalistische hin zu einer parasitischen Beziehung. Die absoluten Dichten beider Partnergemeinschaften sind unter diesen Bedingungen hoch, während die Bakterien in Relation zum Phytoplankton eine geringe Biomasse aufweisen. Unter nährstoffarmen und nichtfluktuierenden Bedingungen ist das Phytoplankton von kleinen Pikoplanktonarten dominiert. Die Beziehung zwischen dem Phytoplankton und den assoziierten Bakterien erscheint stabil mutualistisch mit insgesamt niedrigen absoluten Dichten beider Partnergemeinschaften und einem hohen Anteil von Bakterien an der Gesamtbiomasse. In diesem Projekt möchten wir experimentell die Abhängigkeit der Form der Symbiose zwischen Phytoplanton und ihren assozierten Bakterien von Organismendichte und Gemeinschaftszusammensetzung untersuchen. Die erste Zielsetzung beinhaltet die Rolle der absoluten und relativen Dichte unabhängig voneinander für die Form der Symbiose zu verstehen. Die zweite Zielsetzung ist zu untersuchen, wie sich die Form der Symbiose, untersucht in der ersten Zielsetzung, und die jeweilige Artzusammensetzung der Partnergemeinschaften auf die Dynamik und Funktion der gesamten Planktongemeinschaft auswirkt. Weiterhin soll die Rolle von Umweltveränderungen auf die sich verändernde Form der Symbiose und letztendlich die Funktion der Planktongemeinschaft untersucht werden. Die dritte Zielsetzung des Projekts beinhaltet die stabilisierenden Faktoren zu verstehen, welche die stabile mutualistische Beziehung in Pikoplankton-Bakterien Symbiosen in oligotrophen Bedingungen aufrechterhalten. Um die genannten Zielsetzungen zu erreichen, werden wir ein experimentelles Modellsystem mit drei Phytoplantonarten, eine Diatomeenart, eine Coccolithophoridenart und eine Pikoplanktonart, mit ihren jeweiligen assoziierten Bakterien nutzen.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
