Effekte von Parasiten auf Planktongemeinschaften

Parasiten fanden bis jetzt wenig wissenschaftliche Beachtung in Algen an der Basis der aquatischen Nahrungskette, da bis dato deren Wirkung vorwiegend als Krankheitserreger in Pflanzen und Tieren wie Fischen und Mollusken untersucht wurde. Molekulare Untersuchungen wiesen eine große Bandbreite von eukaryontischen Parasiten im Plankton nach, die vor allem an Chytridpilzen zu finden waren. Neben deren Eigenschaft Krankheiten zu verursachen, belegen Parasiten auch verschiedene wichtige ökologische Funktionen, die erst vor kurzem beschrieben worden sind. Dieses Forschungsprojekt zielt auf die Phytoplankton-Parasiten Interaktionen im planktischen Nahrungsnetz ab und untersucht deren ökosystemare Rolle. Hierfür werden Planktonuntersuchungen von Seen, Laborexperimente mit künstlichen Nahrungsnetzen und mathematischen Modellen kombiniert, um zu verstehen wie der Befall von Phytoplankton durch Parasiten die Co-existenz der Wirte und folglich die Planktongemeinschaft beeinflusst. Ferner wird der Beitrag von Parasiten zur Nahrungsqualität und zum trophischen Transfer durch die Ausbreitung von infektiösen Sporen untersucht. Schließlich wird ein Model des Nahrungsnetzwerks mit Phytoplanktonparasiten erstellt, das auf den trophischen Transfer von Kohlenstoff durch Parasiten abzielt sowie direkte und indirekte Effekte der Parasiten im Phytoplankton auf Planktonbiodiversität, biochemischer Nahrungsqualität des Planktons und Funktionen des Planktonnahrungnetz ("Biodiversity ecosystem function") abschätzt.

Dieses Forschungprojekt konnte zum ersten Mal nachweisen, dass Chytriden (Töpfchenpilze) die Nahrungsenergie für Zooplankton in Seen oder Teiche verbessern, weil sie im Gegensatz zu ihrem Wirt (Algen) mehrfach ungesättigte Fettsäuren synthetisieren können ("trophische Aufwertung"), die folglich das somatische Wachstum steigern und Reproduktion von Zooplankton erhöhen. Diese Forschung zeigte deutlich, dass Töpfchenpilze als trophische Zwischenglieder Energie aus ansonsten ungenießbaren (aufgrund der Größenbeschränkungen von Algen) und ernährungsphysiologisch ungeeigneten Diäten (zB: Cyanobakterien) für Zooplankton und andere Wassertiere verfügbar machen und ihnen helfen, ihre biologische Fitness zu steigern. In diesem Forschungsprojekt konnten wir auch methodische Fortschritte im Bereich der trophischen Ökologie durch die Entwicklung komponenten-spezifischer stabiler Isotope machen, um zu zeigen, dass Töpfchenpilze Vorläufer-Fettsäuren in ernährungsphysiologisch höherwertige, mehrfach ungesättigte Fettsäuren umwandeln, die für das somatische Wachstum und die Reproduktion von Zooplankton förderlich sind. Schießlich konnte diese Forschungsprojekt aufzeigen, dass Töpfchenpilze einen bis dato wenig bekannten wichtigen Ernährungslink zu Wassertieren darstellen.