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Projekt
Kontext-abhängige Effekte auf protektive Symbiose gesteuert durch Prädation, Konkurrenz and Parasitismus
Antragsteller
Professor Dr. Guntram Weithoff
Fachliche Zuordnung
Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
Förderung
Förderung seit 2024
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 528028597
Symbiose als biologische Interaktion beschreibt die physische Verbindung von Individuen verschiedener Arten. Diese Verbindungen können positiv, negativ oder neutral für eine der beiden Arten sein, wie z. B. bei Mutualismus, Parasitismus oder Kommensalismus. Erst in jüngster Zeit wurde festgestellt, dass diese Beziehungen kontextabhängig sein können, d. h. eine positive Beziehung kann für einen Symbiosepartner negativ werden, wenn sich die Bedingungen (der Kontext) ändern. Ein Beispiel für die Kontextabhängigkeit ist die Dichteabhängigkeit, bei der sich die Form der Symbiose ändert, wenn sich die Dichte eines oder beider Symbiosepartner ändert. Eine besondere Form der Symbiose ist die protektive Symbiose, bei der ein Symbiosepartner (Wirt) dem anderen Partner Schutz bietet. Für den Wirt kann diese Form der Symbiose positiv, negativ oder neutral sein. In dem vorgeschlagenen Projekt wird die Kontextabhängigkeit in einem System der protektiven Symbiose untersucht, in dem auch andere Interaktionen (Prädation, Wettbewerb und Parasitismus) auftreten. Das Untersuchungssystem umfasst fünf planktische Süßwasserarten: die beiden Hebivoren Brachionus rubens (Rotifera) und Daphnia sp. (Cladocera), die um dieselbe Ressource, der Chlorophyte Monoraphidium minutum, konkurrieren. Daphnia bietet auch B. rubens Schutz, welcher sich an Daphnien anheftet, wenn der Räuber Asplanchna brightwelli (Rotifera) anwesend ist (protektive Symbiose), was die Fitness von Daphnia verringert. Diese Wechselwirkungen werden zudem durch Parasitismus beeinflusst: Wenn ein Mikrosporidien-Parasit (Microsporidium tvaerminnensis) Daphnien infiziert, verlangsamt er die Bewegung von Daphnien, was wiederum die Anheftung von B. rubens erleichtert. Der Schwerpunkt dieses Projekts liegt auf der Brachionus-Daphnia-Symbiose, und die Dichteabhängigkeit wird durch Veränderung der Dichte von Daphnien und dem Räuber A. brightwelli untersucht. Durch eine Reihe von Laborexperimenten mit interagierenden Symbiosepartnern sollen die individuellen Kosten und Nutzen für jeden von ihnen quantifiziert werden. Diese Experimente werden eine detaillierte dichteabhängige Kosten-Nutzen-Analyse ermöglichen. Durch die Ausweitung der Komplexität auf Gemeinschaften mit vier und fünf Arten und durch längerfristige Experimente soll die Populationsdynamik der Symbiosepartner unter verschiedenen Szenarien untersucht werden. Insgesamt zielen die vorgeschlagenen Projekte darauf ab, die Hypothesen zu testen, dass (i) die Form der Symbiose dichteabhängig ist, da sich Kosten und Nutzen mit der sich ändernden Dichte der Partner ändern, und dass (ii) die dichteabhängige Form der Symbiose die Populationsdynamik bestimmt. Das Testen dieser Hypothesen anhand eines Interaktionsnetzes mit fünf Arten geht über typische Studien zu Symbiosen hinaus, bei denen selten mehr als zwei interagierende Arten untersucht werden.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
Internationaler Bezug
Israel
Kooperationspartnerin
Frida Ben-Ami, Ph.D.
