StSP Ostsee: Untersuchungen zur Entwicklung von Ökotypen in dem Cyanobakterium Microcoleus chthonoplastes entlang des Salinitätsgradienten der Ostsee

Stipendiatin/Stipendiat: Dr. Kathrin Witte

Ökotypenbildung im Cyanobakterium Microcoleus chthonoplastes entlang des Salzgehaltgradienten der OstseeKathrin WitteInstitut für Aquatische Ökologie der Universität Rostock, Albert-Einstein-Str. 3, 18055 Rostock, Tel.: 0381/4986095Kathrin.witte@stud.uni-rostock.deMicrocoleus chthonoplastes ist einer der wichtigsten Vertreter mikrobieller Matten. Allgemein versteht man unter Mikrobenmatten eine vertikal geschichtete Gemeinschaft aus oxygenen photoautotrophen Cyanobakterien und anoxygenen photoautotrophen, methanogenen, schwefeloxidierenden und sulfatreduzierenden Bakterien. Mikrobielle Matten entwickeln sich häufig in Habitaten, in denen aufgrund großer Variabilitäten abiotischer Parameter (Salinität, Trockenheit, Temperatur, Nährstoffverfügbarkeit) die Ansiedlung höherer Pflanzengesellschaften verhindert wird. In derart extremen Lebensräumen spielen Cyanobakterien als Pionierorganismen eine entscheidende Rolle. Die Primärproduktion der Cyanobakterien führt zur Versorgung und Anreicherung organischen Materials im Sediment, welches als Hauptnahrungsquelle aller heterotrophen Organismen in der Mikrobenmatte dient, womit letztendlich die weitere Mattenentwicklung möglich ist. Durch die Produktion extrazellulärer polymerer Substanzen ist Microcoleus chthonoplastes in der Lage sich an das Sediment anzuheften und leistet damit einen entscheidenden Beitrag zur Sedimentverfestigung. Erste ökophysiologische und biochemische Untersuchungen von KARSTEN (1996) zur Salzanpassung an Isolaten des Cyanobakteriums Microcoleus chthonoplastes unterschiedlicher geographischer Herkunft deuten auf eine Entwicklung von Ökotypen als eine Funkftion des Salzgehaltes hin.Der Begriff Ökotyp wurde 1922 erstmals von TURESSON für Pflanzen eingeführt, um genetisch bedingte Unterschiede zwischen verschiedenen Populationen einer Art zu beschreiben, d.h. Unterschiede, die lokale Anpassungen von Organismen an ihre jeweils spezifische Umwelt darstellen. Die Entwicklung von Ökotypen wird in den letzten Jahren auch mehrfach für die Organismen der Ostsee diskutiert. Zum einen, weil die Ostsee aus geologischer Sicht noch recht jung ist und sich hier die Frage stellt, reicht diese Zeit überhaupt für eine Entwicklung neuer Brackwasserarten oder Endemiten aus? Zum anderen wird die Entwicklung von Ökotypen in der Ostsee durch die Semi-Isolation vom Atlantischen Ozean und der ökologischen Isolation von marinen und limnischen Systemen unterstützt. Dabei ist der entscheidende Umweltfaktor für die Verteilung von Arten in der Ostsee der SalzgehaltgradientZiele des Promotionsvorhabens:Aufgrund der Tatsache, daß zum gegenwärtigen Zeitpunkt nur wenige Daten über mikrobielle Matten der Ostsee vorliegen, soll zunächst das Vorkommen dieses Mikroökosystems entlang der Küsten Mecklenburg-Vorpommerns und Schleswig-Holsteins grob kartiert werden, um die ökologische Bedeutung für die Küstensedimente abschätzen zu können. Die Kartierung wird dreimal im Jahr durchgeführt (Frühjahr, Sommer, Herbst), um saisonale Veränderungen zu erfassen.Basierend auf den Untersuchungen von Karsten (1996) soll in dem beantragten Projekt die Bildung von Ökotypen im Cyanobakterium M. chthonoplastes entlang des Salzgehaltgradienten der Ostsee näher untersucht werden.· Um den Nachweis einer Ökotypenbildung experimentell erbringen zu können, werden Microcoleus-Stämme von Ostseestandorten unterschiedlicher Salinität isoliert, gereinigt und als unicyanobakterielle Kulturen etabliert.· Diese werden unter definierten Laborbedingungen ökphysiologisch, biochemisch und genetisch charakterisiert.

Förderzeitraum:
01.12.2001 - 30.11.2004

Institut:
Universität Rostock
Institut für Aquatische Ökologie
- Angewandte Ökologie -

Betreuer:
Prof. Dr. Ulf Karsten

E-Mail: E-Mail schreiben