Translated title: | Title | Language |
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Ökologie und Diversität von Protisten in Sedimenten und amphibienassoziierten Lebensräumen | UNSPECIFIED |
Abstract | Language |
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Protisten, einzellige Eukaryoten, sind eine der vielfältigsten (wenn nicht die vielfältigste) Gruppe von Organismen auf diesem Planeten und sind weit über den eukaryotischen Stammbaum des Lebens verteilt. Sie weisen eine ubiquitäre Verbreitung in vielen terrestrischen und aquatischen Ökosystemen auf. Darüber hinaus umfassen ihre ökologischen Rollen viele verschiedene trophische Modi, von phototrophen Primärproduzenten wie Phytoplankton bis hin zu Parasiten, Symbionten und Prädatoren, die wesentlich in den ökologischen Nährstoffkreislauf eingebunden sind. In den letzten Jahren haben molekulare Techniken eine beeindruckende Anzahl zuvor unbekannter Protistenarten aufgedeckt, was unsere Wahrnehmung ihrer ökologischen Rollen und Vielfalt in globalen Ökosystemen verändert hat. Das Hauptziel der vorliegenden Studie war es, die Diversität hinsichtlich der taxonomischen und funktionellen Zusammensetzung zu erforschen. Durch die Kombination von Amplicon-Sequenzierung mit modernen taxonomischen Methoden wie kulturbasierten Ansätzen und Mikroskopie war unser Ziel, das Wissen über die Protistendiversität in Brack- und Süßwasserlebensräumen zu erweitern. Dies umfasste die Untersuchung der Protistengemeinschaften in ihrer Gesamtheit sowie die Erforschung zweier spezifischer Gemeinschaften, die eng mit Amphibienarten assoziiert sind. Wir wählten zwei Regionen in der südlichen Ostsee, die sich in mehreren abiotischen Faktoren unterscheiden (Fehmarnbelt und Oderbank), als Modell zur Untersuchung benthischer Protistengemeinschaften in Brackwassersystemen. Die Studie bot neuartige Einblicke in Brackwassergemeinschaften, die in diesem Ausmaß noch nicht untersucht wurden, und könnte auf potenzielle Korrelationen zwischen spezifischen Protistengruppen und Umweltparametern hinweisen. Diese Studie hat auch einen angewandten Aspekt, da sie als Grundlagen-Studie zur Überwachung der Auswirkungen der grundberührenden Fischerei auf benthische Biozoenosen dienen soll. Mithilfe eines sehr streng gefilterten Amplicon-Sequenzierungsdatensatzes fanden wir keine Überlappung in der taxonomischen Zusammensetzung zwischen den beiden ausgewählten Regionen. Während Ciliaten in beiden Regionen eine bemerkenswerte Diversität zeigten, wiesen marine Alveolaten der MALV-Gruppe die höchste Anzahl an Reads im Datensatz auf. Frühere Studien haben bereits gezeigt, dass diese Gruppe von Organismen, von denen angenommen wird, dass sie einen parasitischen Lebensstil haben, in marinen Umweltdatensätzen hochabundant ist, bisher ist dieses aber noch nicht in Brackwasserlebensräumen dokumentiert wurde. Da sie größtenteils nicht kultiviert sind, ist zur Zeit noch wenig über ihre Ökologie bekannt. In Süßwasserumgebungen, aber auch in Amphibienwirten, sind Protistenparasiten und -Kommensale häufig. Als Beispiel wollten wir mehr Einblick in den trophischen Modus des Parasitismus gewinnen, indem wir das Vorhandensein von Batrachochytrium dendrobatidis (Bd) und anderen Amphibienparasiten in der Wechselkröte (Bufotes viridis) und syntopischen Amphibien untersucht haben. Daher kombinierten wir DNA-Metabarcoding mit einer qPCR Analyse. Die Ergebnisse zeigten das Vorhandensein von Bd in Wechselkrötenpopulationen und hoben die potenzielle Bedrohung dieses tödlichen Erregers für Amphibienpopulationen in der untersuchten Region hervor. Zusätzlich identifizierte die Studie andere parasitäre Organismen, hauptsächlich Protisten, die den Darm der Amphibien bewohnen. Als Antagonist zu den schädlichen Auswirkungen von Protisten in Verbindung mit Amphibien waren wir an der Vorkommen der einzelligen Alge Oophila in deutschen Laichgewässern des Springfroschs (Rana dalmatina) interessiert. Die Alge ist für ihre enge Assoziation mit verschiedenen Amphibien bekannt und bildet eine Art mutualistische Beziehung mit diesen. Unsere Studie bietet wertvolle Einblicke in die Diversität der Mikro-Eukaryoten, mit einem besonderen Fokus auf Grünalgen, die Amphibienlaich bewohnen. Durch DNA-Metabarcoding deckten wir eine breite Palette von Protistentaxa auf, die Amphibienlaich besiedeln, und hoben die ökologische Komplexität dieses spezifischen Lebensraums hervor. Die Studie offenbarte substratspezifische Präferenzen bei diesen Protisten - Laichballen werden von einer einzigartigen Protistengemeinschaft bewohnt. Darüber hinaus zielten wir darauf ab, Teile der unsicheren Taxonomie von Oophila zu entwirren, und zeigten, dass eine bestimmte Klade außergewöhnlich häufig in Amphibienlaich vorkommt. Diese Ergebnisse betonen, wie taxonomische Studien eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Genauigkeit und Zuverlässigkeit öffentlicher Datenbanken spielen, die in Umweltsequenzierungsstudien verwendet werden. Moderne Taxonomie bietet wesentliche Referenzpunkte für Forscher, um die enorme Vielfalt an genetischen Sequenzen, die in verschiedenen Ökosystemen gefunden werden, korrekt zu klassifizieren und zu interpretieren. Um diesen Aspekt weiter zu betonen, untersuchten wir zwei taxonomische Gruppen im Detail, um ihre Taxonomie zu überarbeiten und/oder zu erweitern. Die Gattung Goniomonas (sensu lato) ist nicht nur das einzige Taxon der Cryptophyten ohne Plastid, sie zeigt auch eine tiefe genetische Divergenz zwischen den Süßwasser- und Meeresstämmen. Obwohl es sich um eine sehr häufig beobachtete heterotrophe Flagellatengruppe handelt, wurden bisher nur wenige Arten beschrieben, hauptsächlich auf der Grundlage morphologischer Beobachtungen. Ziel unserer Studie war es, die Gattung Goniomonas zu überarbeiten und einen geeigneten Neotypus vorzuschlagen. Im Verlauf der Studie wurde deutlich, dass die Gattung in mehrere neue Gattungen aufgesplittet werden musste. Wir basierten die Einführung von Limnogoniomonas gen. nov., Goniomonas und Aquagoniomonas gen. nov., Neptunogoniomonas gen. nov., Marigoniomonas gen. nov., Thalassogoniomonas gen. nov., Poseidogoniomonas gen. nov. und Cosmogoniomonas gen. nov. sowohl auf morphologischen als auch phylogenetischen Untersuchungen. Die Taxonomie der Bicosoeciden Gattung Cafeteria wurde kürzlich revidiert. Mit unserer Studie zielten wir darauf ab, die Artenvielfalt der Gattung weiter aufzuschlüsseln - zusätzlich durch die Hinzufügen autökologischer Experimente in einem integrativen taxonomischen Ansatz. Auf diese Weise konnten wir mehrere neue Arten von Cafeteria beschreiben, einschließlich einer aus der Ostsee. Da diese Sequenzen in öffentlichen Datenbanken hinterlegt sind oder hinterlegt werden, zeigt diese Arbeit die enge Verbindung zwischen moderner Taxonomie und Umweltsequenzierung. | German |
Keywords | Language |
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Protistology | English | Ecology | English |
Name | Academic Title |
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Arndt, Hartmut | Prof. Dr. |
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