Prokaryoten-Wachstumsfaktoren als Triebkraft für Biodiversität im Boden und für Ökosystemprozesse
Die Biodiversität des Bodenmikrobioms wird mit einer Reihe nützlicher Ökosystemprozesse in Verbindung gebracht. Daher sind die ökologischen und evolutionären Mechanismen, die zur Artenvielfalt führen, eine Überlegung wert.
Über evolutionäre Zeit hinweg begünstigt die Selektion Prokaryoten, die Genverluste erleiden, da dies die Belastung durch die Investition von Proteinsynthese in die allgemeine Zellerhaltung verringert. Zu Genverlusten kommt es z.B. durch die Möglichkeit, dass ein Taxon in obligaten Wechselbeziehungen mit anderen Prokaryoten oder Eukaryoten-Wirten eingebunden ist, z. B. in der Rhizosphäre. Es ist möglich, dass sich mutualistische Interaktionen entwickeln, bei denen zwei Auxotrophe einander komplementäre WF zur Verfügung stellen (Division of Labour), oder kommensale Interaktionen, bei denen ein Taxon die Last der Produktion wesentlicher WF für Auxotrophe übernimmt (Black Queen Hypothesis). Solche Interaktionen könnten nicht nur die biologische Vielfalt fördern, indem sie die Notwendigkeit der Koexistenz begründen, sondern auch dazu führen, dass auxotrophe Taxa alternativ Proteinsynthese in die Durchführung nützlicher Ökosystemprozesse investieren.
Mit einem Metagenomik-Ansatz, der Prokaryoten sowohl auf Gemeinschafts- als auch auf individueller (d. h. genomischer) Ebene berücksichtigt, wird in diesem Projekt untersucht, wie Auxotrophie-abhängige Interaktionen die Biodiversität im Boden und Ökosystemprozesse unterstützen. Diese Ergebnisse werden unser grundlegendes Verständnis der Faktoren verbessern, die die Biodiversität in mikrobiellen Bodengemeinschaften fördern, und gleichzeitig untersuchen, wie sich Genverluste innerhalb einzelner Taxa letztlich auf Prozesse wie die Pflanzenproduktivität und den biogeochemischen Kreislauf auswirken.
Project Management Dr. Damien Finn
Duration 2023-2026
Funding Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG