Intraspezifische genetische Diversität und ökophysiologische Eigenschaften der Grünalge Klebsormidium (Klebsormidiophyceae, Streptophyta) in biologischen Bodenkrusten entlang eines Gradienten der Landnutzungsintensität

 

Wissenschaftliche Bearbeitung durch:

Prof. Dr. Ulf Karsten

(Universität Rostock)

Ziele

Aeroterrestrische filamentöse Grünalgen der weltweit verbreiteten Gattung Klebsormidium (Klebsormidiophyceae, Streptophyta) sind typische Komponenten biologischer Bodenkrusten. Diese Gemeinschaften bilden wasserstabile Aggregate und üben ökologisch wichtige Funktionen hinsichtlich Primärproduktion, Stickstofffixierung, Wasserretention und Bodenstabilisierung aus. Neuere Daten zeigen beispielsweise, dass ca. 40% der weltweiten biologischen Stickstofffixierung über biologische Krusten realisiert wird. In dem Projekt soll nun erstmalig die genetische Vielfalt und physiologische Plastizität an Klebsormidium Vertretern aus Bodenkrusten entlang verschiedener Landnutzungsgradienten in den 3 Biodiversitäts-Exploratorien untersucht werden. Die Daten sollen aufzeigen, ob und wie Änderungen in der Landnutzungsintensität die genetische Biodiversität und ökologische Leistungsfähigkeit von Klebsormidium in den Bodenkrusten beeinflussen.

Bild SOILCRUST
Bodenkrusten (Foto: Ulf Karsten)

Hypothesen

1. Klebsormidium Arten sind eine wichtige Gruppe aeroterrestrischer Grünalgen in Bodenkrusten unterschiedlicher Landschaften, und deshalb ökologisch bedeutsam für Struktur und Funktion dieser Ökosysteme.

2. Die intra-spezifische genetische Diversität von Klebsormidium in Bodenkrusten wird durch Landnutzungsgradienten maßgeblich beeinflusst.

3. Die intra-spezifische genetische Diversität von Klebsormidium spiegelt sich in ökophysiologischen Reaktionsmustern wieder, die zu einer hohen physiologischen Plastizität und Flexibilität der gesamten Population beitragen.

 

Methoden

Eine repräsentative Anzahl an Bodenproben wird in den Experimentierplots der 3 Biodiversitäts-Exploratorien genommen, und daraus unialgale Klebsormidium Kulturen etabliert. Alle Stämme werden molekular-taxonomisch mit Hilfe etablierter Marker charakterisiert. Die intra-spezifische Diversität innerhalb definierter Klebsormidium Arten wird mit Mikrosatelliten erfasst. Unterschiedliche Genotypen derselben Klebsormidium Art werden ausgewählt und vergleichend ökophysiologisch charakterisiert. Insbesondere Wachstum und Photosynthese in Abhängigkeit definierter Umweltgradienten soll die physiologische Plastizität und ökologischen Grenzen innerhalb der untersuchten Populationen beschreiben.