Neue Wege bei Wachstumsstudien von Großforaminiferen

Symbionten-tragende, benthische Großforaminiferen (LBF) sind marine mixotrophische Protisten, die teilweise von der Photosynthese symbiotischer Mikroalgen abhängen. Sie sind deshalb auf photische Bereiche tropischer und warm gemäßigter Meere beschränkt, wo sie heute wichtige Produzenten von Karbonaten sind, im Paläogen aber die wichtigsten Karbonatproduzenten waren. Sie werden vor allem für biostratigraphische Zwecke sowie für paläoökologische Untersuchungen verwendet, da die artspezifischen Verbreitungsmuster durch Temperatur, Wasserenergie, Lichtintensität, Substratbeschaffenheit und dem Nährstoffangebot bestimmt werden. Im Laufe dieses Projekts sollen Wachstumsmodelle und strategien dieser Protisten untersucht werden, um sowohl Informationen über ihre evolutionäre Entwicklung als auch über mögliche Wachstumsabweichungen zu erhalten, die diese Organismen unter verschiedenen Umweltbedingungen aufweisen können. Monatliche Tauchgänge NW von Sesoko, Okinawa, Japan mit räumlich stochastischer Probenname sollen die Erfassung der Reproduktionsphasen, der Lebensdauer und des Wachstums der Arten unter natürlichen Bedingungen mit Hilfe populationsdynamischer Methoden ermöglichen. Diese hier neu postulierte Methode wird als das Natürliche Labor` bezeichnet. Deren Ergebnisse sollen mit den gleichzeitig ablaufenden Kultivierungsexperimenten am Sesoko Marine Laboratory verglichen werden um Wachstumsmuster, Baupläne und Wachstumsabweichungen mit Umweltparametern in Verbindung zu bringen. Die Verwendung von Computertomographie bei der Untersuchung der gekammerten Gehäuse gewährt Einblicke in die Ontogenie, Biologie und zeitspezifische ökologische Anpassungen. Das Auffinden dieser Verbindungen ist ein zentraler Schlüssel in der Verwendung von LBFs in rezenten wie auch fossilen marinen Bereichen, für ein ökologisches Monitoring von verschmutzten Gebieten sowie um Lebenszyklen und Reproduktionsstrategien einschätzen zu können, die vielfach Konsequenzen von ökologischem Stress darstellen. Die Variation von Gehäusemerkmalen abhängig von der Wassertiefe bei Heterostegina depressa (die einzige Art, die in Tiefen von 10-90 m vorkommt) ermöglicht zusätzliche Einblicke in der Speziation, in Reproduktionsstrategien und in der Erhaltung von Merkmalen unter verschiedenen Umweltbedingungen.

Dieses Projekt versuchte die Lebenszyklen und Reproduktionsstrategien einer der wichtigsten Karbonat-Produzenten in Ökosystemen seichter tropischer Meere zu erklären. Diese Einzeller Foraminiferen genannt treten sehr zahlreich in heutigen Riff-Bereichen auf und sind extrem wichtig bis dominant in fossilen Riff-Systemen. Diese zentimetergroßen Organismen bilden kalkige Gehäuse, die im Gleichgewicht mit der Chemie der Ozeane stehen. Der derzeitige Temperaturanstieg und die Versauerung können zu Problemen für die Lebensdauer und den Zeitpunkt der Reproduktion dieser Organismen innerhalb eines Jahres führen. Die Beantwortung dieser Fragen ist sehr wichtig, da sich einerseits die jährliche Produktionsrate mariner Seichtwasserkarbonate berechnen lassen, andererseits der Wechsel von sexueller und asexueller Fortpflanzung erklärt wird, der für das Verständnis der Verhaltens fossiler Vertreter wichtig ist. Schlussendlich gewähren sie einen Einblick in jene Abschnitte der geologischen Zeitrechnung, wo diese Organismen die Hauptproduzenten von Karbonaten in Riffsystemen waren, wobei sie andere Riffbildner wie Korallen oder Schwämme bei weitem dominierten. Gerade in diesen geologischen Zeiträumen sind die Karbonate als heutige Wasser- und Erdöl/Erdgas-Speicher extrem wichtig. Als wesentliche Ergebnisse sind die Abhängigkeit der Reproduktionsstrategien von der Wassertiefe und die Lebensdauer von 1.5 bis maximal 2 Jahren zu erwähnen, wodurch ihr Beitrag zur Produktion von Seichtwasserkarbonaten sowohl für die heutigen als auch für vergangene Ozeane bislang stark unterschätzt wurde.