Funktionelle Diversität planktischer Ciliaten

Ciliaten sind eine dominante Gruppe von einzelligen Mikroorganismen (Protisten), die in nahezu jedem Wasserkörper vorkommen. Ciliaten sind als Räuber von Bakterien, Algen, anderen Protisten und sogar einigen Mehrzellern (Metazoen) Schlüsselglieder in aquatischen Nahrungsnetzen. Planktische Ciliaten sind wichtige Nahrungsorganismen für das Zooplankton, und mixotrophe und funktionell autotrophe Ciliaten-Arten können signifikant zu der Primärproduktion in Seen und im Ozean beitragen. Daher ist die Frage, ob die funtionelle Diversität der Ciliaten in marinen und Süßwasser-Ökosystemen unterschiedlich ist, von grundsätzlicher Bedeutung für die Beurteilung der globalen Biodiversität und das Gewässer-Management. Das beantragte Projekt wird erstmals gründlich analysieren, ob die sich die funtionelle Diversität der Ciliaten in den aquatischen Lebensräumen (Meer und Süßwasser) signifikant unterscheidet. Das Projekt basiert auf einer etablierten Zusammenarbeit zwischen vier Forschungsgruppen in Österreich, Großbritannien und China. Die geplante Forschungsarbeit ist interdisziplinär und wird die Expertise der Projektpartner, die von klassischer und molekularer Taxonomie bis hin zu Phylogenie, Ökologie und Modellierung reicht, integrieren. Dadurch sollen Brücken zwischen den traditionell getrennten Fachgebieteen der Biologischen Ozeanografie und der Limnologie gebaut werden. Die Ergebnisse des Projektes sollen in Fachjournalen veröffentlich sowie in diversen Medienberichten und Vorträgen für die interessierte breitere Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden.

Ciliaten sind eine dominante Gruppe von einzelligen Mikroorganismen (Protisten), die in nahezu jedem Wasserkörper vorkommen. Ciliaten sind als Räuber von Bakterien, Algen, anderen Protisten und sogar einigen Mehrzellern (Metazoen) Schlüsselglieder in aquatischen Nahrungsnetzen. Planktische Ciliaten sind wichtige Nahrungsorganismen für das Zooplankton, und mixotrophe und funktionell autotrophe Ciliaten-Arten können signifikant zu der Primärproduktion in Seen und im Ozean beitragen. Daher ist die Frage, ob die funktionelle Diversität der Ciliaten in marinen und limnischen ( d. h. Süßwasser-) Ökosystemen unterschiedlich ist, von grundsätzlicher Bedeutung für die Beurteilung der globalen Biodiversität und das Gewässer-Management. Dieses internationale Forschungsprojekt unter der Leitung des Forschungsinstituts für Limnologie Mondsee der Universität Innsbruck mit Beteiligung weiterer österreichischer, britischer und chinesicher FachkollegInnen konnte erstmals nachweisen, dass sich die Ciliaten im Meer und in den Seen funktionell unterscheiden. Dies betraf v. a. die Temperaturabhängigkeit der Wachstums- und Sterberaten der Ciliaten, die ihre Populationsdynamik wesentlich beeinflussen. Die Ciliaten haben sich offenbar in ihrer Evolution einerseits an die im Ozean herrschenden stabilen Umweltbedingungen mit relativ konstanten Wachstumsraten angepasst, können andererseits aber in Seen besser auf kurzfristige Temperaturschwankungen reagieren. Weiters waren die durch den Fraßdruck durch Kleinkrebse bedingten Verlustraten der Ciliaten in den aquatischen Lebensräumen signifikant unterschiedlich. In vielen Seen werden die Ciliaten durch Copepoden (Ruderfußkrebse) und Cladoceren (zu denen die "Wasserflöhe gehören") ganzjährig oder zeitweilig dezimiert. Im Gegensatz dazu ist der Räuberdruck durch Copepoden im Ozean zu gering, um die Populationsgrößen der Ciliaten kontrollieren zu können. Anders als in Seen wird die Populationsdynamik der Ciliaten im offenen Meer primär durch das Nahrungsangebot gesteuert. Die Rolle der planktischen Ciliaten in den marinen und limnischen Nahrungsnetzen sollte daher differenziert betrachtet werden. Die neu erkannten physiologischen und strukturellen Unterschiede müssen bei modellhaften Vorhersagen der Auswirkungen der globalen Klimaerwärmung auf planktische Ciliaten berücksichtigt werden. Diese Unterschiede zwischen marinen und limnischen Ökosystemen treffen vermutlich auf weitere Einzeller zu.