Projektgruppen

TÄTIGKEITSCHWERPUNKT 8: ADAPTATION UND KLIMA

Beteiligte Projektleiter:
 BiK-F:
S. Pauls, M. Pfenninger, I. Schmitt, M. Thines. — GU: W. Brüggemann, I. Ebersberger, J. Oehlmann, M. Plath — SGN: A. Hundsdörfer (Dresden), C. Nowak (Gelnhausen), M. Päckert (Dresden), C. Printzen (Frankfurt), D. Russell (Görlitz). ECT (Oekotoxikologie GmbH): J. Römbke. Uni Landau: K. Schwenk.

Ein Verständnis der molekularen Prozesse bei evolutionärer Anpassung wird in den nächsten Jahren ein zentrales Thema in der internationalen Forschung in der Ökologie und Evolution sein. Gleichzeitig revolutioniert die methodische Innovation der Hochdurchsatzsequenzierung (Next-Generation Sequencing, NGS) das Feld, weil sie das Erfassen von transkriptomischer und genomischer Variation sowie der Zusammensetzung ökologischer Gemeinschaften mit bisher unerreichter Auflösung und unerreichtem Durchsatz erlaubt. Wir möchten dieses Forschungsfeld durch die Entwicklung von Methoden zur Erfassung von Anpassungen, zur Integration von Erfassung und Modellierung genetischer Variabilität und den Einsatz von hochauflösendem Metabarcoding ökologischer Gemeinschaften und dem Einsatz molekularer Methoden zum Verständnis von An-passungsprozessen ausweiten und voran treiben.
Klimatische Anpassung kann im traditionellen Sinn als evolutionäre, darwinsche Anpassung verstanden werden, aber auch als Veränderung in der Struktur und Funktion von ökologischen Gemeinschaften, sowie als reversible ökophysiologische Veränderungen von Individuen. Der TSP 8 „Adaptation und Klima“ gruppiert Wissenschaftler aus den PB C und D, die erfolgreich begonnene Untersuchungen aus der vorangegangenen Förderphase fortführen möchten, um die folgenden drei Forschungsfragen zu beantworten:
1. In welchem Maße können sich Populationen und Arten durch Verhaltensänderungen, phänotypische Plastizität, physiologische Flexibilität und evolutionäre Prozesse an klimatische Veränderungen anpassen?
Eines unserer wichtigsten Ziele ist es, zu verstehen, wie Populationen und Arten auf den Klimawandel durch evolutionäre Anpassungen reagieren. Wir möchten durch Forschung an natürlichen Populationen, eng verwandten Arten und symbiotischen Systemen entlang klimatischer Gradienten in Zeit und Raum genomische Veränderungen identifizieren, die für klimatische Anpassung verantwortlich sind.
2. Wie beeinflusst Klima die räumliche und zeitliche Verteilung genetischer Variabilität?
Das evolutionäre Potenzial für evolutive Darwinsche Anpassung in künftigen Generationen – die Evolvabilität – hängt von der genetischen Variation der aktuellen Populationen ab. Dies gilt unter anderem auch für Arten, die durch den Klimawandel ihr Verbreitungsgebiet nach Norden ausdeh-nen können. Von besonderer Bedeutung ist es, die Zusammenhänge zwischen vererbbarer genetischer Variabilität und fitnessbezogenen Eigenschaften und evolutionären Veränderungen in Reaktion auf den Klimawandel zu untersuchen.
3. Wie verändert der Klimawandel die Zusammensetzung und Funktion von Lebensgemeinschaften?
Wie die Struktur und Funktion von ökologischen Lebensgemeinschaften auf biotische und abiotische Faktoren unter den Bedingungen des Klimawandels reagiert ist eine noch weitgehend ungeklärte Frage. Im TSP 8 konzentrieren wir uns auf die Beantwortung dieser Frage mit empirischen Daten aus der experimentellen Forschung, speziell aquatischen bzw. terrestrischen Mesokosmen und ökologischen Freilandexperimenten.