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Evolution von Arten

Physiologische Toleranz und ihre adaptive Evolution

Zielsetzung und Hauptfragen: WP2 wird das Evolutionspotenzial von repräsentativen HAB-Arten im Vergleich zu dem von ansässigen Schlüsselarten untersuchen. Es ist wahrscheinlich, dass sowohl schädliche als auch nicht schädliche Arten in der Lage sind, sich als Reaktion auf Umweltfaktoren (erhöhte Temperatur, verringerter Salzgehalt) weiterzuentwickeln, aber ob das WP2 das Evolutionspotenzial von repräsentativen HAB-Arten im Vergleich zu dem von einheimischen Schlüsselarten untersuchen wird. Es ist wahrscheinlich, dass sowohl schädliche als auch nicht schädliche Arten in der Lage sind, sich als Reaktion auf Umweltfaktoren (erhöhte Temperatur, verringerter Salzgehalt) weiterzuentwickeln, aber ob sich die Geschwindigkeit und das Ausmaß dieser Reaktionen zwischen ihnen unterscheiden und ob diese Unterschiede durch regionale Merkmale der Umwelt moduliert werden, bleibt eine offene Frage.

Herangehensweise: Frisch isolierte Algenstämme (gesammelt vom Partner UCOP im Jahr 2022) werden aus der Diskobucht für Laborexperimente entnommen (WP2, WP3). Wir werden die Reaktionsnormen repräsentativer vorisolierter HAB-Stämme vor und nach der Entwicklung in Umgebungen untersuchen, die durch Erwärmung und Änderungen des Salzgehalts gekennzeichnet sind. Die Ziel-HAB-Arten im Frühjahr sind Pseudo-Nitzschia seriata und Phaeocystis vs. Thalassiosira rotula, die für Nicht-HAB-Taxa im Frühjahr und Sommer stehen. Zu den Ziel-HAB-Arten des Sommers gehören Alexandrium ostenfeldii, und zu den zusätzlichen, nicht schädlichen Taxa des Sommers könnten Heterocapsa, Scripsiella und Chrysochromulina leadbeateri gehören. Wir werden einen auf Phytoplankton zugeschnittenen experimentellen Evolutionsansatz verwenden, bei dem die Proben in halbkontinuierlicher Batch-Kultur über mindestens 100 Generationen vermehrt werden. Wir werden die Wachstumsrate als Indikator für die Fitness verwenden, um die Evolutionspfade und die Geschwindigkeit der evolutionären Reaktion zu ermitteln. Am Ende des Experiments testen wir die Anpassung an die veränderte Umwelt mit Hilfe von reziproken Assays, die eine Schätzung des Ausmaßes der evolutionären Reaktion ermöglichen. Wir werden die phänotypischen Merkmale (z. B. Zellgröße, Photosyntheseraten, Toxinproduktion) aller Arten charakterisieren.

Ergebnisse und Projektleistungen: 1) Reaktionsnormen (Wachstumsraten, Toxinproduktion, Photosynthese) von Proben vor und nach der Evolution, 2) Geschwindigkeit und Ausmaß der evolutionären Reaktionen, 3) Wachstumsraten, Toxinproduktion, Photosyntheseraten von evolvierten Proben.

Universität Hamburg

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Elisa Schaum
Planktonökologie
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Samuel Barton
Planktonökologie