Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Polare Fische und der globale Wandel: Wie beeinflussen multiple Umweltressoren den Stoffwechsel arktischer & antarktischer Fische?" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Hamburg, Zentrum für Meeres- und Klimaforschung, Institut für Hydrobiologie und Fischereiwissenschaft.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 "Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Artbildung und Anpassung antarktischer Asselspinnen: Bewertung des Einflusses genetischer Drift und natürlicher Selektion durch vergleichende populationsgenomische und morphologische Analysen" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Duisburg-Essen, Fachbereich Biologie und Geografie, Arbeitsgruppe Aquatische Ökosystemforschung.Die Erforschung von Artbildungs- und Anpassungsprozessen ist zentral, um zu verstehen, wie Biodiversität entsteht und auf wechselnde Umweltbedingungen reagiert.. Ein idealer Ort für solche Studien ist das Südpolarmeer: Es beherbergt eine reiche und hochgradig endemische Fauna. Neuere Studien zeigen, dass viele benthische Arten aus Gruppen von genetisch distinkten Kladen bestehen, die als früher übersehene Arten pleistozänen Ursprungs interpretiert werden. Diese kryptischen Arten können durch molekulare Methoden (z. B. DNA-Barcoding) und z.T. auch durch morphologische Analysen unterschieden werden. Es wird angenommen, dass die Artbildung per Zufall erfolgte, als ehemals große Populationen während glazialer Maxima in kleinen allopatrischen Refugien isoliert wurden, wo sie starker genetischer Drift ausgesetzt waren. Alternative Artbildungsmodelle wurden bislang wegen fehlender molekularer Methoden kaum erforscht. Studien aus anderen Ökosystemen zeigen, dass ökologische Artbildung, d.h. Aufspaltungsereignisse durch unterschiedliche Selektion, ein naheliegendes alternatives Artbildungsmodell ist. In dem hier vorgestellten Projekt sollen erstmals hochauflösende genomische Methoden zusammen mit morphologischen Analysen benutzt werden, um konkurrierende Artbildungsmodelle für das Südpolarmeer zu testen. Als Fallstudie sollen hierfür Muster genetischer Drift und Selektion in einer besonders erfolgreichen Gruppe benthischer Arten des Südpolarmeeres untersucht werden, den Asselspinnen (Pycnogonida). Aufbauend auf vorangehenden Studien sollen genomische Muster neutraler und nicht neutraler Marker bei zwei Artkomplexen untersucht werden: Colossendeis megalonyx und Pallenopsis patagonica. Diese beiden Artkomplexe von Asselspinnen sind aufgrund mehrerer Merkmale hervorragende Modelle für die Themen dieses Antrages: 1) Es existieren zahlreiche genetisch divergente kryptische Arten, 2) erste morphologische Unterschiede wurden gefunden, 3) die weite Verbreitung der Vertreter sowohl auf dem antarktischen Kontinentalschelf als auch in weniger von den Vereisungen betroffenen subantarktischen Regionen, 4) ihre geringe Mobilität. Sollte eine durch genetische Drift bedingte allopatrische Artbildung in glazialen Refugialpopulationen der Hauptantrieb der Evolution sein, ist zu erwarten, dass Zufallsfixierung neutraler Allele und Signaturen von Populations-Bottlenecks in stark vereisten Gebieten am höchsten sind. Wenn andererseits natürliche Selektion der Hauptantrieb der Artbildung war, so sind starke Signaturen von Selektion auf Geno- und Phänotyp zu erwarten. Diese sollte am stärksten bei sympatrischen Arten sein (Kontrastverstärkung). Die Variation entlang von Genomen soll untersucht werden, um das Ausmaß zufälliger bzw. nicht zufälliger Variation einzuschätzen. Das vorgeschlagene Projekt wird ein wichtiger erster Schritt einer systematischen Erforschung der relativen Bedeutung von genetischer Drift und Selektion für die Evolution im Südpolarmeer sein.
Das Projekt "Patterns of evolution in the species complex of the tree-root endophyte Phialocephala fortinii" wird/wurde gefördert durch: Eidgenössische Technische Hochschule Zürich. Es wird/wurde ausgeführt durch: Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Professur für Forstschutz und Dendrologie.Populations of P. fortinii from allover Europe are examined using microsatellites to construct gene genealogies and infer evolutionary history. The tree-root endophyte Phialocephala fortinii s.l. (mitosporic Ascomycota) is the dominant colonizer of conifer root systems in forests in the northern hemisphere. P. fortinii s.l. is genetically highly diverse and forms a complex of several cryptic species. Recombination occurs or has occurred within cryptic species and to some extent also among them (introgression). Cryptic species occur sympatrically and they can form large thalli, but it remains unclear whether the observed patterns of spatial distribution reflect local climax situations or are the results of recent gene and genotype flow. One of the key objectives will be to estimate population genetic parameters (eg. migration rates, genotype flow, recombination) within and among populations of cryptic species in forests where man-mediated genotype flow can be excluded. Other key objectives are the determination of the number, frequency, distribution and evolutionary history of the cryptic species in Europe and to identify the driving forces for speciation. The approach will be multidisciplinary and will include standard mycological and microbiological methods as well as molecular genetic techniques such as microsatellite fingerprinting and DNA sequencing. The evolutionary history of haplotypes at both the population and species level will be reconstructed and the results will be compared with known patterns of pleistocenic glaciations and postglacial recolonization of host trees. The project will be a significant contribution to the understanding of the population and evolutionary genetics of a versatile and ecologically extremely successful fungal genus and it will shed light on the effects of pleistocenic and postglacial climatic changes on fungal speciation.
Das Projekt "Bionik und KI zur nachhaltigen Integration in der Produktentwicklung für einen ressourceneffizienten Leichtbau, Teilvorhaben: Entwicklung bionischer Funktionsalgorithmen zur Integration multifunktioneller nachhaltiger Leichtbaulösungen in den Entwicklungsprozess" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Es wird/wurde ausgeführt durch: Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung.
Das Projekt "NUR: TameBC - Saubere Luft für eine nachhaltige Zukunft: Ein transdisziplinärer Ansatz zur Verminderung von Ruß-Emissionen Großraum Manila, Teilprojekt 3: Governance, Innovation und gesellschaftlicher Wandel für saubere Luft" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Deutsches Institut für Entwicklungspolitik gGmbH.
Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Molecular Phylogeography and Ecology of small Antarctic Calanoida (Copepoda, Crustacea)" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung.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 "Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Diversity and evolution of Antarctic gastropods explored by a genomic approach" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Generaldirektion der Staatlichen Naturwissenschaftlichen Sammlungen Bayerns, Zoologische Staatssammlung München (ZSM).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 "Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Modulation of the iron limitation response by silicate and light availability in Southern Ocean diatoms" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung.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 "Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Systematics, Biodiversity and Biogeography of Southern Ocean Uristidae (Amphipoda: Lysianassoidea): An integrative approach" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung - Fachbereich Biowissenschaften - Funktionelle Ökologie.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.
Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Genetic structure and connectedness of Southern Ocean pycnogonids (Chelicerata: Pycnogonida) in a changing environment" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung - Fachbereich Biowissenschaften - Funktionelle Ökologie.Southern Ocean pycnogonids are abundant, diverse and highly endemic on an ocean basin scale. Despite some efforts in molecular evolutionary research on marine Antarctic invertebrates in recent years, the pycnogonids remain mostly unstudied. Hence, many questions concerning their evolutionary history remain and common zoogeographic hypotheses, e.g. the concept of circumpolar distribution, remain mostly untested. The aim of the proposed project is to analyse the genetic structure of pycnogonids with such a reported circumpolar distribution. Sequencing nuclear and mitochondrial genes, we first want to test whether the reported circumpolar distribution holds true or is just artifactual due to the presence of cryptic species. Second, for verified species, we aim at investigating the amount and direction of gene flow among populations using newly developed microsatellites and innovative bioinformatic approaches together with physical and biologcial oceanographic information on the Southern Ocean. In a third step, using the same DNA markers, we want to test whether shallow-water species on the Antarctic shelf have suffered more from past glaciation events compared to species with broad vertical distribution ranges since these may have escaped to the deep sea. In view of ongoing and upcoming environmental changes in the Southern Ocean as a result of a fast changing climate, our analyses of today's intra- and interspecific genetic diversity of Antarctic Pycnogonida represent important baseline research for monitoring the response of Antarctic biota to changing conditions.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 15 |
| Wissenschaft | 3 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 15 |
| License | Count |
|---|---|
| offen | 15 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 5 |
| Englisch | 12 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 12 |
| Webseite | 3 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 11 |
| Lebewesen & Lebensräume | 13 |
| Luft | 8 |
| Mensch & Umwelt | 15 |
| Wasser | 11 |
| Weitere | 15 |
