Das Projekt "EVOLution of TREEs as drivers of terrestrial biodiversity" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Department für Biologie, Zentrum Holzwirtschaft des Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei durchgeführt. Evoltree will associate four major disciplines - genomics, genetics, ecology and evolution - for understanding, monitoring and predicting genetic diversity, ecosystems structures, dynamics and processes.This strategy will be applied to three major interacting elements of terrestrial ecosystems: trees, phytophagous insects and mycorrhizal fungi. The functional role of trees as drivers of biodiversity will be deciphered by investigating their adaptive diversity, their structuring role on diversity of associated species and their own evolutionary rate in response to biotic and abiotic environmental changes. The network will integrate multidisciplinary research to dissect the structure, expression and polymorphism of genes of ecological significance, and contribute to the emergence of 'ecosystem genomics'. The genomic activities will be conducted within a 'Laboratory without walls' where high throughput techniques will be integrated and then applied to a wide range of tree and associated species, starting with model species. Evoltree will setup the necessary experimental infrastructures, information systems and bioinformatics resources for common use by the partners. Large data sets will be compiled and made accessible by developing data mining procedures for the analysis of geographic and temporal distribution of genetic diversity. Evoltree will spread its knowledge and expertise for the purpose of education, biodiversity monitoring, and conservation. The network will develop training capacities and facilitate mobility opportunities throughout Europe. A dynamic communication strategy will disseminate its results to the scientific community, end users and the public. Evoltree will greatly contribute to the national and international efforts for preserving biodiversity, in particular, the resolutions initiated by the Pan-European Biological and Landscape Diversity Strategy initiative adopted by the Ministerial Conference on Protection of Forests in Europe. Prime Contractor: Institut National de la Recherche Agronomique (INRA); Paris; France.
Das Projekt "Die Interaktion von Eisenlimitierung mit Silikat- bzw. Licht-Limitierung in Diatomeen aus dem Südozean" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung durchgeführt. Availability of iron, silicate and light have been recognized as the major determinants of phytoplankton growth, community composition, and, accordingly, material export to depth in the Southern Ocean. Diatoms, the dominant phytoplankton group of this region, have developed diverse adaptation strategies to the unique challenges imposed upon them in this high nutrient, low chlorophyll (HNLC) region. Several aspects of these adaptive strategies can be understood as reflecting trade-offs between optimizing gross growth rates (e.g., high affinity nutrient uptake systems, quick acclimation, high growth rates) vs. reducing mortality rates (slow growth, large size, thick silicate cell walls). In this project, I propose to investigate representatives for two extremes of this continuum: a fast growing, fast acclimating species that has been shown to respond quickly to iron addition (Chaetoceros debilis), and a slowly growing, but extremely well protected species (Fragilariopsis kerguelensis). Growth responses of these species to manipulation of nutrient and light availability have been studied previously. High throughput transcriptomic methods now provide a possibility to gain deeper insights into details of the cellular processes underlying these different adaptive strategies. I propose to apply deep transcriptome sequencing for characterization of the gene expression responses of these species to iron limitation, accompanied by high or low light and silicate availability. I hypothesize that the two different adaptive strategies outlined above represent different cellular regulatory networks, and that, in particular, silicate availability modulates cellular responses to iron limitation. This proposal complements ongoing work within the PACES programme of the Alfred-Wegener- Institute (Topic 1: 'The Changing Arctic and Antarctic', workpackage 4: 'Antarctic Circumpolar Climate and Ecosystem Study') by applying molecular approaches for understanding questions of evolutionary ecology affecting biogeochemical cycles.
Das Projekt "Diversity and evolution of Antarctic gastropods explored by a genomic approach" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Generaldirektion der Staatlichen Naturwissenschaftlichen Sammlungen Bayerns, Zoologische Staatssammlung München (ZSM) durchgeführt. The Antarctic irwertebrate fauna appears highiy diverse, but is only localiy and sporadically explored - and already threatened by global climate change. Gastropods are abundant, species rieh, ecologically and economically irnportant, count with a rieh fossil record and are wellestablished äs model organisms for many scientific disciplines. Most of the roughly 600 Antarctic gastropod species are regarded valid at the mornent based on shell features of often just a few or single specimens. Intraspecific morphological variability, soft pari anatomy, biology' and ecology are usually unknown, and many synonyms have been proposed. Wolecular data are limited to CÖI barcode sequences of few individuals of the more common species: Phylogenetic analyses of single genes suggest complexes of cryptic species or deep lineages, which may show distinct geographic distributions and special ecological niches. Rarity of species or samples prohibits general population genetics approaches. The prirnary goal of our herein proposed project is revealing the species diversity of Antarctic gastropods comprehensively and reliably. In addition to mltochondrial CÖI, we will use next generation sequencing (NGS) and newly established methods (double digest Restriction Associated DMA sequencing, ddRADseq) to efficiently generate a multitude of independent nuclear genomic sequence markers. We will include all species and subsamples from rnore than 2000 Southern Öcean gastropod samples available at the ZSM Mollusca collection suitable for genetic studies, plus further material to be collected at expeditions or from other museums. We will perform phylogenetic analyses (ML, Bayes, in subgroups BEST) and combined, up to-date molecular species delimitation approaches (ABGD, GMYCS BP&P), An integrative taxonomic approach reiying on congruence will be applied to revea! conservative and reliable evolutionary species units, which will be used for diversity analyses, We will also explore genomic evolutionary archives of seiected gastropod lineages performing fossil-calibrated BEAST chronograms. The dynamics of diversification will be analyzed via recent Birth-Death-Shift models, and historical biogeography will be reconstructed using recent Software (e.g, RASP). With our massif genomic data from many subtaxa we will test current paradigms on biogeography and evolution, such äs glacial cycles causing an 'Antarctic speciation pump', and evaluate competing hypotheses on glacial refuges and migration scenarios. The herein proposed combination of ddRADseqs with up to date multi-iocus analyses is novel, extremely cost and time effective, and can include thousands instead of few specimens' without any a priori selectron. It is expected to be very powerful to delimitate newty collected, unrecognized, or cryptic species, even jf badly sampled or just represented by singletons...
Das Projekt "Teilprojekt 3: Governance, Innovation und gesellschaftlicher Wandel für saubere Luft" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Institut für Entwicklungspolitik gGmbH durchgeführt. Das Leibniz-Zentrum für marine Tropenforschung (ZMT) ist an der Durchführung von zwei Arbeitspakete des Gesamtvorhabens beteiligt (AP2 und AP4). Das vom ZMT in enger Zusammenarbeit mit der Abteilung für Soziologie und Sozialanthropologie der Ateneo de Manila University (AU) durchgeführte AP2 ('Policy- und Governance-Dynamiken im Bereich Luftverschmutzung' ) erhebt und untersucht empirisch das institutionelle Umfeld, die Regelwerke, Normen und Werte, die den aktuellen Zustand der Luftqualität im Ballungsgebiet Metro Manila bedingen. Die Materialisierung von Governance-Prozessen hinsichtlich der Luftverschmutzung wird dabei unter Bezugnahme auf das Konzept der Evolutionary Governance Theory untersucht. Als Fallstudien werden die nach Bevölkerung und Territorium größte Kommune Metro Manilas - Quezon City - sowie das Gebiet um den stark von Schiffsemissionen betroffenen Nordhafen von Manila herangezogen. Zur Anwendung kommen qualitative sowie ethnographische Methoden wie qualitative Interviews, partizipative Kartierung, Focus Groups, sowie die dialogische Weiterentwicklung der Regulierungssysteme mit Policy-makern. Das Projekt greift dabei auf die Expertise der AU im Feld Luftqualitätsmanagement zurück. AP4 ('Innovation und Transformation für saubere Luft' ), das von CAA durchgeführt und vom ZMT konzeptionell und methodologisch unterstützt wird, fokussiert auf die Innovations- und Kapazitätsentwicklung hinsichtlich der Verringerung von BC-Emissionen durch bessere Regulierungsmechanismen und die Einbeziehung von Akteuren aus Verwaltung, Wirtschaft und Wissenschaft. Hierfür wird ein systematischer transdisziplinärer und partizipativer Prozess der Innovationsentwicklung und -diffusion auf Basis von partizipativen Workshops mit lokalen Stakeholdern initiiert, begleitet und evaluiert. Dieser Dialogprozess dient im Umkehrschluss der Synthese des Gesamtvorhabens mit seinen umwelt-, sozial- und gesundheitswissenschaftlichen Komponenten.
Das Projekt "Cold adaptation of cellular signaling cascades: The role of the master regulator of oxygen homeostasis HIF-1 (Hypocia inducible factor) in Antarctic fishes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung e.V. in der Helmholtz-Gemeinschaft (AWI) durchgeführt. Antarctic fish have evolved into a highly cold-adapted phenotype, including a variety of adaptations of the O2-transport system. It is hypothesised that cold adaptation also involves modification of O2-dependent gene expression mediated by the transcription factor HIF-1. Sequencing of the hypoxia-inducible subunit HIF-1 from one temperate and four cold-adapted Antarctic fishes have detected remarkable differences in the deduced peptide sequences compared with mammals or other non-polar fishes, which might reflect cold adaptation of the transcription factor and suggest that the protein function and/or the regulatory mechanism has undergone a different evolution in polar fishes than in mammals. In the proposed project the physiological importance and assignment of HIF-1 in cold-adapted Antarctic fishes will be studied to know whether there is HIF in these fishes, whether HIF can be induced by different hypoxia conditions and what kind of physiological effects might be mediated by the HIF response. In the second objective the molecular mechanisms regulating the HIF response in cold-adapted fish will be investigated. This part aims to clarify the evolutionary change of this mechanism in comparison to temperate fish and also in comparison to endothermal animals (mammalian model organisms). Together, the proposed studies will extend our knowledge on this important physiological modulator, the master regulator of oxygen homeostasis and broaden our general understanding of cold adaptation of important regulatory signalling cascades.
Das Projekt "Polare Fische und der globale Wandel: Wie beeinflussen multiple Umweltressoren den Stoffwechsel arktischer & antarktischer Fische?" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Zentrum für Meeres- und Klimaforschung, Institut für Hydrobiologie und Fischereiwissenschaft durchgeführt. Ozeanerwärmung, -versauerung und die Umweltverschmutzung, nehmen zunehmend Einfluss auf die arktische und antarktische Umwelt. Antarktische, stenothermen Fische haben sich evolutionär an die dortigen stabilen Umweltbedingungen angepasst, welche z.B. genetische und funktionellen Veränderungen beinhalten. Diese könnten u.a. die Anpassungsmöglichkeiten antarktischer Fische gegenüber Umweltveränderungen beeinträchtigen. Vergleichsweise dazu leben arktische, gadoide Fische in einem Gebiet mir größeren Umweltschwankungen. In Anbetracht desen wird sich die Klimaveränderung wahrscheinlich unterschiedlich auf Arktische und Antarktische Fische auswirken.Das Herz-Kreislaufsystems stenothermer Fischarten ist prinzipiell nur geringfügig auf Umweltveränderungen zu reagieren. Hierbei stellt die Herzfunktion einen Schlüsselfaktor dar. Studien deuten des Weiteren auf negative und interagierende Einflüsse von Ozeanerwärmung- und versauerung auf Embryos und Larvalen polarer Fischarten hin. Die Exposition der Fische gegenüber mehreren, kombinierten Umweltstressoren kann zudem zu Verschiebungen im Energiehaushalt führen. Diese können eine verringerte Energieverfügbarkeit für andere, lebensnotwendige Funktionen zur Folge haben.Der Antrag befasst sich mit der Frage, wie sich die Umweltstressoren anthropogene Umweltverschmutzung, Klimaerwärmung und Ozeanversauerung auf den Energiestoffwechsel verschiedener Lebensstadien arktischer und antarktischer Fische auswirkt. Die Kernfragen lauten:Beeinträchtigt das Zusammenspiel multipler Stressoren den Schadstoffstoffwechsel polarer Fische? Verursachen multiple Stressoren eine Verschiebung im Energiehaushalt arktischer und antarktischer Fische? Wie beeinflussen Schadstoffe die aerobe und Herzfunktion der verschiedenen Entwicklungsstadien polarer Fische?Was für negative Folgen könnten aus ökologischer Sicht für arktische Gadoiden und antarktische Notothenioiden draus resultieren?Der Antrag soll ein grundsätzliches Verständnis für molekulare, mitochondriale, zellulare und Stoffwechselprozesse schaffen, welche der Anfälligkeit polarer Fische gegenüber Umweltstressoren zugrundeliegen. Als Maß für evolutionäre Anpassungsfähigkeit sollen die Akklimationskapazitäten der verschiedenen Lebensstadien polarer Fische untersucht werden.Für einen Breitengraden-Vergleich von Toleranzen gegenüber Umweltfaktoren konzentriert sich der Antrag auf ökologisch und biologisch vergleichbare stenotherme Arten. Somit wird eine Datengrundlage geschaffen, um die evolutionär verschiedenen aber gleichermaßen stenothermen arktische und antarktische Fische vergleichen zu können.Die in diesem Antrag eruierte physiologische Empflindlichkeit polarer Fische gegenüber Klimawandel sollen abschließend dazu dienen, die zukünftigen Risiken menschengemachter Umweltrisiken für diese Tiere abgeschätzen zu können. Schließlich wird das Projekt eine Grundlage für Management- und Schutzmaßnahmen polarer Ökosysteme gegenüber fortschreitendem globalen Wandel bilden.
Das Projekt "Molekulare Phylogeographie und Ökologie von kleinen Antarktischen Calanoida (Copepoda, Crustacea)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung durchgeführt. At present little is known about the oceanographic processes and biological traits that influence the dispersal of these planktonic species, and thus connectivity, in Antarctic waters. In the Antarctic marine pelagic species or species with pelagic life stages (e.g. larvae) are often considered to have a circumpolar distribution due to the absence of obvious barriers. The strong Antarctic Circumpolar Current is thought to facilitate the dispersal of specimens around Antarctica. However, recent investigations have shown genetic diversifications in planktonic organism on a worldwide geographical scale. To understand the importance of geographical differences in planktonic species it is necessary to detect morphologically cryptic taxa in order to investigate the physical processes and biological traits that lead to genetic diversification in pelagic Antarctic waters. For the presented project five abundant, but little studied, smaller species of calanoid copepods in the Southern Ocean have been chosen to study their phylogeography and ecology. These species have a similiar size range, but show different patterns of distribution (worldwide - endemic), depth habitats (epipelagic - mesopelagic - bathypelagic) and feeding modes (herbivorous - omnivorous). Their biogeographical patterns and rates of evolutionary diversification will be investigated with the help of mitochondrial and nuclear genes, AFLP fingerprints and 454 sequencing.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung bionischer Funktionsalgorithmen zur Integration multifunktioneller nachhaltiger Leichtbaulösungen in den Entwicklungsprozess" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung durchgeführt. Die Eindämmung des Klimawandels bei gleichzeitiger Steigerung der wirtschaftlichen Leistungsfähigkeit und Wahrung des eigenen Qualitätsanspruchs 'Made in Germany' ist die große Herausforderung Deutschlands und seiner Unternehmen im 21. Jahrhundert. Eine der Schlüsseltechnologien zur Erreichung dieses ambitionierten Ziels stellt der Leichtbau und die damit erzielbare CO2-Einsparung während der Produktnutzungsphase - insbesondere im Bereich der Mobilität - durch Gewichtsreduktion dar. Hierbei dürfen jedoch keinesfalls die oftmals CO2-intensiven Produktions- und Recyclingverfahren ausgeblendet werden. Im BIKINI-Vorhaben trägt das AWI entscheidend dazu bei, bionische Designprinzipien zu generieren, zu bewerten und für die Produktentwicklung effizient nutzbar zu machen. Das AWI arbeitet seit vielen Jahren im Bereich Bionischer Leichtbau. Es verbindet dabei Grundlagen- mit Anwendungsforschung mit industrieller Verwertung. So entstand das Verfahren 'Evolutionary Light Structure Engineering' (ELISE), das patentiert, in der VDI-Richtlinie 6223/2 standardisiert und u.a. als Basis für die Ausgründung der ELISE GmbH genutzt wurde. Im BIKINI-Projekt strebt das AWI die Überführung multifunktionaler bionischer Bauprinzipien in Leichtbau-Algorithmen an. Diese sollen eine automatische, parametrische, beschleunigte Generierung bionischer Leichtbaustrukturen ermöglichen, die variiert und bewertet werden und somit auch als Datengrundlage für die KI dienen. Auf Basis dieser Vorgehensweise soll eine Entscheidungshilfe für Designkonzepte für spezifische Leichtbauanwendungen durch ein Bionik-KI-Modul sowie eine breite, branchenübergreifen-de Anwendung ermöglicht werden.
Das Projekt "Genetic structure and connectedness of Southern Ocean pycnogonids (Chelicerata: Pycnogonida) in a changing environment" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung - Fachbereich Biowissenschaften - Funktionelle Ökologie durchgeführt. In dem durchgeführten Projekt wurden am Beispiel von fünf Pantopodenarten aus Antarktis und Subantarktis mit genetischen und morphologischen Methoden Fragen zur Biodiversität sowie zur Populationsdifferenzierung untersucht. Die Hauptfrage hierbei war 1) ob innerhalb der untersuchten Arten Hinweise auf kryptische Arten existierten und ob diese in räumlich getrennten Regionen vorkommen (verschiedene Eiszeitrefugien) und 2) ob insbesondere bei den eurybathen Arten eine geringere genetische Populationsstruktur im Vergleich zu Flachwasserarten existiert. Als genetische Markersysteme sollten neben dem mitochondrialen COI-Genmarker auch Mikrosatelliten etabliert werden. Hier kam es, im Gegensatz zu allen Erfahrungen der Antragsteller mit anderen Taxa (insbesondere Crustacea) zu der Überraschung, dass zwar hunderte Mikrosatelliten isoliert werden konnten, diese jedoch nicht informativ waren oder von technischen Problemen oder Artefakten (Nullallele) betroffen waren. Um trotzdem unabhängige und variable Genmarker zu nutzen, wurde ein hochvariables Fragment (ITS-1) genutzt, welches eine hohe Auflösung für die Fragestellungen aufwies und somit zur Beantwortung aller Fragen herangezogen werden konnte. Ferner wurde ein neues next-generation sequencing Protokoll (RADseq) etabliert. Mit diesem können von nun an populationgenetische Analysen mit einem sehr hohen Auflösungsvermögen durchgeführt werden. Die Ergebnisse unserer Arbeiten zeigen, dass bei den drei eurybathen Arten Colossendeis megalonyx, Pallenopsis patagonica und Colossendeis robusta zahlreiche kryptische Arten gefunden werden konnten. Diese wurden im Kontext der Arbeiten bereits zum Teil formal beschrieben. Die zwei Flachwasserarten Austropallene cornigera und Nymphon australe zeigten hingegen keine Hinweise auf kryptische Arten. Alle fünf Arten, unabhängig von ihrer Tiefenverbreitung, wiesen starke Hinweise auf regionale Differenzierung auf. Diese Muster sind gut mit einem Überleben von Teilpopulationen in unabhängigen glazialen Refugien zu interpretieren. Hinweise: Die für das Projekt avisierten Kooperation zwischen dem Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (Dr. Christoph Held) und der Ruhr- Universität (Dr. Florian Leese, Dr. Christoph Mayer) hat sich als extrem positiv herausgestellt. Die Universität konnte von der hervorragenden Infrastruktur des AWI und den dort verfügbaren Kompetenzen in der Polar- und Meeresforschung profitieren. Umgekehrt hat der Austausch von Studenten / Doktoranden von der Universität an das AWI dort benötigte kapazitäre Engpässe lösen können. Die Kooperation mit den internationalen Partnern (Chester Sands, Claudia Arango) durch wechselseitige Besuche und gemeinsam verfasste Publikationen waren maßgeblich für den großen Erfolg des Projekts verantwortlich, der mit vier exzellent bewerteten Abschlussarbeiten (2x BSc, 1x MSc, 1 Dissertation) sowie 8 peer-reviewed Publikationen dokumentiert werden kann.
Das Projekt "Systematik, Biodiversität und Biogeographie der Uristidae (Amphipoda: Lysianassoidea): ein integrativer Ansatz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung - Fachbereich Biowissenschaften - Funktionelle Ökologie durchgeführt. Southern Ocean Lysianassoidea (Amphipoda: Crustacea) belong to one of the most diverse and abundant taxa in benthic communities and play an important role in Antarctic food webs. Despite these advantageous features that would potentially make these benthic brooders an ideal model taxon for evolutionary and ecological studies in Southern Ocean benthic organisms, their usefulness in such is hampered by their problematic systematic status. This is due to only few understood and informative phenotypic characters in the Lysianassoidea and in particular in the family Uristidae. The proposed collaborative project has two major objectives. The first objective is to revise the systematics of the Southern Ocean Uristidae. A particular aim will be to detect presently overlooked species with genetic methods, search for informative characters using modern morphometric methods and to revise the uristid phylogenetic system based on both approaches. We will create open access determination keys and actively contribute to on-going barcoding efforts of Antarctic marine life. The second objective of the project is to address evolutionary questions regarding the origin and radiation of Southern Ocean Uristidae in the context of the geological and climatic history of Antarctica. Specifically, we will statistically test competing scenarios of origin and radiation as well as of biogeographic distribution for selected species and formulate new hypotheses.
| Origin | Count |
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| Bund | 15 |
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| open | 15 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 15 |
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| Resource type | Count |
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| Keine | 12 |
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| Topic | Count |
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| Boden | 11 |
| Lebewesen & Lebensräume | 14 |
| Luft | 10 |
| Mensch & Umwelt | 15 |
| Wasser | 12 |
| Weitere | 15 |