Biodiversität australischer Boden-Ciliaten

Ciliaten sind Protisten, ein Reich das auch die heterotrophen und autotrophen Protozoen oder Infusionstierchen umfasst. Protisten sind meist einzellige Organismen von mikroskopischer Größe (< 1 mm). Die Ciliaten (Wimperntiere) sind heterotrophe Protisten mit vielen Haaren (Cilien) auf der Körperoberfläche und im Mund. Die Cilien dienen der Bewegung und Nahrungsaufnahme. Ungefähr 10.000 Ciliaten-Arten sind bisher beschrieben worden. Sie werden als Phylum (Stamm) klassifiziert, vor allem wegen ihres speziellen Kernapparates: somatischer Makronucleus und generativer Mikronucleus. Viele Ciliaten sind ausgezeichnete Bioindikatoren für die Qualität limnischer und terrestrischer Biotope. Es gibt deutliche Hinweise, dass 80% der Ciliaten- Diversität noch unbeschrieben sind. Wo sind all diese Arten? Eine beträchtliche Menge lebt im Boden, wo wir gut 600 neue Arten entdeckten, und die statistische Auswertung zeigt, dass da noch sehr viel mehr sind. Die Boden-Ciliaten sind sehr wenig erforscht, besonders in Australien. Daher haben wir in den vergangenen 20 Jahren über 100 Bodenproben in Australien gesammelt. Die vorläufige Auswertung zeigte eine sehr diverse Ciliatenfauna mit vielen unbeschriebenen Arten. Daher können die Aufgaben und Perspektiven des gegenständlichen Forschungsprojekts wie folgt zusammen gefasst werden: Morphologische und molekulare Beschreibung der in den 100 australischen Proben vorkommenden neuen Ciliaten- Arten; Durch den Vergleich mit unseren Untersuchungen in Europa, Südamerika und Afrika sind erstmals genaue Angaben zur Verbreitung und zum Endemismus von Ciliaten möglich; Junge Wissenschaftler sollen in die morphologische und molekulare Alpha-Taxonomie (= Beschreibung der Arten) eingeführt werden. Das ist ein besonderes Anliegen des Projekts, weil in Europa und den USA die Alpha- Taxonomie der Protozoen im aussterben ist. Die Ergebnisse werden in peer- reviewed Journalen und als Monographie veröffentlicht, so wie wir das bei den Ciliaten von Namibia und von Südamerika gemacht haben bzw. machen werden. Wir haben große Erfahrung mit Boden-Ciliaten und sind weltweit das einzige darauf spezialisierte Labor. Das Projekt ist auf drei Jahre ausgelegt. Die benötigte finanzielle Unterstützung beträgt ~340.000 Euro, hauptsächlich um zwei Doktoranden und eine technische Assistenz zu finanzieren.

Schon in den frühen 80iger Jahren fasste ich Australien ins Auge, um zu prüfen, ob Mikro-Organismen kosmopolitisch oder teilweise auch endemisch sind, d.h., nur in bestimmten biogeographischen Regionen vorkommen. Damals war das kein großes Thema in der wissenschaftlichen Community. Das änderte sich aber um die Jahrtausendwende, als Ökologen vehement für eine kosmopolitische Verbreitung kleiner Ein- und Vielzeller argumentierten. Sie seien so klein (die meisten <100 m) und zahlreich (Hunderte oder Tausende in 1 Gramm Boden oder Wasser), dass sie sich mit Wind und Wetter leicht über die ganze Erde verbreiten könnten. Ich sprach mich ebenso vehement dagegen aus, weil es in der taxonomischen Literatur eine Reihe von sogenannten, meist großen Flaggschiff Arten gab, die selbst bei oberflächlicher Untersuchung kaum zu übersehen sind, z.B., das bis 1 mm große, in Sümpfen lebende Ciliat (Wimpertier) Neobursaridium gigas und die 200 m große, beschalte Amöbe Nebela vas. Mit dem gegenständlichen Projekt konnte ich diese Frage klären, da ich zwischen 1990 und 2016 vier der fünf großen biogeographischen Regionen (Holarctis, Afrika, Neotropis, Antarktis) untersucht habe.1987 und später sammelte ich 140 Bodenproben in Australien und untersuchte ihre Ciliatenfauna mit modernen Methoden. Das Resultat ist eindeutig. Von den insgesamt 450 gefundenen Arten sind 120 neu, d.h., waren der Wissenschaft bisher nicht bekannt: diese Arten unterscheiden sich entweder durch geringe (Unterarten) oder sehr auffallende (neue Genera, Familien) Unterschiede von den Bodenciliaten der oben genannten biogeographischen Regionen; manche oder sogar viele könnten paleontologische Endemiten sein, d.h., durch Unterbrechung des Genflusses entstanden sein als der Urkontinent Pangäa in das nördliche Laurasien und das südliche Gondwana zerfiel. Mittlerweile haben viele klassische und molekulare Studien gezeigt, dass Endemismus bei den meisten Gruppen von Einzellern und kleinen Vielzellern vorkommt, z.B. bei Kieselalgen, Foraminiferen, Desmidiaceen, Flagellaten und sogar bei Bakterien und mikroskopischen Pilzen sowie bei den Rädertieren (Rotatoria).Leider habe ich mein großes Ziel, eine Monographie der australischen Boden-Ciliaten noch nicht erreicht, weil ich zwei schwere Operationen (Subclavia Aneurysma und eine aneurysmatische Fistel von einer früheren Aneurysma Operation) während der Projektzeit hatte und die vergangenen sechs Monate wegen eines sehr schmerzhaften Bandscheibenvorfalles kaum arbeiten konnte. Mit diesen Problemen verlor ich etwa 1 Jahr! Zur Zeit sind etwa 60% der Monographie und 100% der Laborarbeit gemacht. Daher bin ich optimistisch, dass ich die Monographie bis Ende 2018 fertigstellen kann, nicht zuletzt deshalb weil viel Vorarbeit geleistet wurde und ich in Pension bin. Etwa 60 neue Arten sind bereits publiziert und zwar in Einzelarbeiten, den Monographien über die Colpodea und Spathidien, und in den Studien über Boden-Ciliaten von Namibia (1459 Seiten) und Venezuela (912 Seiten).