Erwärmung der Polarmeere: Können sich marine Organismen anpassen und wie wird die Koexistenz von Arten beeinflusst?
Wechselwirkungen zwischen den Arten sind Gegenstand co-evolutionärer Prozesse.
Pelagische polare Organismen müssen sich an veränderte Umweltbedingungen anpassen, um eine Abwanderung oder das Aussterben zu vermeiden. Die Fähigkeit zur schnellen physiologischen Anpassung an verschiedene Stressfaktoren prägt daher das künftige Ökosystem der Polarmeere. Interaktionen zwischen den Arten sind eine zentrale Triebkraft für Diversität und Evolution. Planktonische Arten interagieren als freilebende Individuen und in symbiotischen oder parasitären Beziehungen, was zu unterschiedlichen Arten des Nährstofferwerbs (Photo-, Mixo- und Heterotrophie) und zu Räuber-Beute-Beziehungen führt, die allesamt das pelagische polare Ökosystem prägen.
Die Interaktion zwischen planktischen Organismen unter sich ändernden Umweltbedingungen führt entweder zur Anpassung oder zu Trade-offs und Ressourcenkonkurrenz sowie zu Veränderungen in den Strategien des Nährstofferwerbs und der Energiespeicherung im Lebenszyklus. Die Auswirkungen dieser Prozesse und Veränderungen auf das Funktionieren des Ökosystems sowie die Kohlenstoff- und Energieflüsse sind noch nicht ausreichend bekannt, um die funktionelle Vielfalt und die Ökosystemleistungen des Meeresplanktons vorherzusagen.
Wir untersuchen die Interaktionen zwischen einzelnen Planktonarten und -populationen im Labor und im Feld [ ]. Darüber hinaus kombinieren wir morphologische und physiologische Merkmale und Genomik, um zelluläre, metabolische und regulatorische Prozesse aufzuklären, die sich aus den Interaktionen zwischen planktischen Arten ergeben. Die Analyse spezifischer Isotope und die Erstellung von Profilen von Stoffwechselkomponenten (z. B. Lipiden) mittels Chromatographie und Massenspektrometrie entschlüsseln Nahrungsnetze und liefern in Kombination mit genomischen Ansätzen Informationen über Kompromisse zwischen Energieflüssen für den Stoffwechsel, für die Speicherung und für physiologische Regelungen.
Letztendlich wollen wir die Grenzen der Anpassung auf der Grundlage physiologischer Limits aufklären. Das übergeordnete Ziel besteht darin, die biochemischen Mechanismen zu verstehen, die es polaren Arten ermöglichen, sich an die schnellen Veränderungen im Polarmeer anzupassen.
