Biodiversität

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Diversität - Evolution - Ökologie

Evolutionäre Ökologie und funktionelle Biodiversität sind die Forschungsschwerpunkte der Arbeitsgruppe Biodiversität. Wir untersuchen Zusammenhänge und Wechselwirkungen zwischen Biodiversität, funktioneller Differenzierung von eukaryotischen Mikroorganismen (Algen und heterotrophe Protisten) und Ökosystemfunktionen. Dazu untersuchen wir die Verteilung von Arten und Populationen auf regionaler und globaler Ebene. Dies umfaßt die Analyse der Muster der Biodiversitätsverteilung und der Faktoren, die zur Differenzierung von Gemeinschaften beitragen. Für die Identifizierung von Organismen nutzen wir morphologische Daten sowie Metabarcoding-, Metatranskriptom- und Metagenomdaten. Wir isolieren Schlüsselorganismen aus aquatischen und terrestrischen Habitaten und charakterisieren diese im Labor morphologisch, genetisch und ökophysiologisch. Die Analyse der funktionellen Differenzierung umfaßt Studien der Genomevolution und der Regulation der Genexpression sowie der Adaption und Akklimatisation an verschiedene Umweltfaktoren und Stressoren.

Biodiversität

Organismische und molekulare Diversität

Wir untersuche die räumliche und zeitliche Dynamik von Arten und Populationen im Freiland mit zwei komplementären Ansätzen: Einerseits vom Individuum ausgehende Populationsstudien und andererseits auf der Gesellschaftsebene mittels massiver Parallelsequenzierung. Diese Freilanduntersuchungen ergänzen wir durch die Isolierung, Kultivierung und Charakterisierung der Zielorganismen.

Funktionelle Diversität & Metatranskriptomik

Eine umfassende Analyse der Biodiversität und der Ökosystemeigenschaften schließt die Analyse der im System aktiven Gene und Stoffwechselwege basierend auf Hochdurchsatzsequenziertechnologien ein. Wir untersuchen die genetische Diversität und das ökophysiologische Potential sowie deren Rolle für die Stabilität von Ökosystemen auf Ebene der Populationen, Arten und Gesellschaften.

Biogeographie

Es ist höchst umstritten, inwieweit die für einige höhere Organismen beschriebenen Verbreitungsmuster repräsentativ für die Verbreitung von Biodiversität sind. Anhand der nacheiszeitliche Biogeographie Europas prüfen wir die Verallgemeinerbarkeit solcher biogeographischer Muster. Ergänzt werden diese regionalen Studien durch globale Untersuchungen mit Schwerpunkten im tropischen und subtropischen Afrika sowie der Antarktis.

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Ökologie

Ökologie von Nahrungsnetzen

Wir untersuchen die Interaktion verschiedener Organismengruppen auf der Ebene von  Organismen, Genen und Merkmalen. Dabei konzentrieren wir uns auf die Organsimengruppen, die für die Funktion von Ökosystemen von besonderer Bedeutung sind. In Gewässern sind dies vor allem die Beziehungen zwischen Primärproduzenten, Bakterien und Protisten.

Ökophysiologie

Die Schlüsselantworten verschiedener Zielorganismen auf unterschiedliche Stressoren sind ein weiterer Forschungsschwerpunkt. Grundlegende Unterschiede zwischen Organismen verschiedenere Ernährungsweisen, insbesondere zwischen heterotrophen, mixotrophen und phototrophen Organismen, stehen hier im Mittelpunkt.

Räuber-Beute-Interaktionen

Die Prinzipien der zwischenartlichen Interaktionen, insbesondere in Räuber-Beute-Systemen sind grundlegend für das Verständnis von Ökosystemzusammenhängen. Diese organismischen Interaktionen bilden einen weiteren Forschungsschwerpunkt. Nahrungsselektivität und Selektionsdruck auf Beutepopulationen leiten dabei zu evolutionären Fragestellungen über.

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Evolution

Artbegriff

Die Art wird in vielen Biodiversitätsstudien als fundamentale Einheit der Biodiversität verwendet. Eine weitgehende Vereinheitlichung – zumindest auf ein vergleichbares Auflösungsniveau – ist grundlegende Voraussetzung für vergleichende Diversitätsstudien. Die Analyse molekularer Marker auf ihre Eignung zur Differenzierung von Arten ist daher ein Kern unserer Forschung.

Mikroevolution & Artbildung

Ein weiterer zentraler Forschungsschwerpunkt ist die Bedeutung der intraspezifischen Differenzierung für die Entstehung und Erhaltung von Diversität. Dabei beziehen wir sowohl die ökologischen als auch die evolutionären Konsequenzen dieser hohen (und zum großen Teil kryptischen) Diversität ein.

Funktionelle Genomik

Organismen können auf veränderte Umweltbedingungen einerseits durch Akklimatisierung, also differentielle Genregulation, andererseits durch Adaption, also genetische Veränderung (Mutationen, Verschiebungen von Allefrequenzen, etc.) reagieren. Durch die Analyse von Genomen und Transkriptomen bzw. auf Gesellschaftsebene von Metagenomen und Metatranskriptomen untersuchen wir die Bedeutung dieser beiden Faktoren.

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Lehre

Wir bieten Vorlesungen, Seminare, Praktika und Exkursionen zu den grundlegenden Aspekten der Allgemeinen und Speziellen Botanik, aquatischen und terrestrischen Biodiversität und Ökologie an.