Forschung

Kliniken/Institute:
Institut für Tierökologie

Projektdetails:
Trotz ihrer einfachen Morphologie zeigt die Genetik der Placozoa eine überraschende
Komplexität. Sein Genom kodiert für diverse Signal- Gene und Transkriptionsfaktoren, die eng im Zusammenhang mit Vorgängen in komplexeren Tieren stehen. Jüngsten Genom-Analysen zufolge spiegelt das Trichoplax Genom die ursprünglichsten genetischen Bedingungen überhaupt wider. Ziel dieses Projektes ist es Gene, die eine Rolle in der Kontrolle des Zellzyklus in "höheren Tieren" spielen, in Placozoen nachzuweisen und zu charakterisieren, um ihre Funktion in basalen Metazoen zu klären. Untersuchungen an diesen grundlegenden Mechanismen in einfachen Vielzellern werden helfen, die Evolution dieser komplexen Vorgänge zu verstehen und dazu beitragen, Placozoen als einfachen einfachen Modellorganismus für die Krebsforschung zu etablieren.

Kooperationspartner:

Dr. Eduardo Moreno, Institut für Zellbiologie, Universität Bern

Kliniken/Institute:
Institut für Tierökologie

Projektdetails:
Durch die Entwicklung neuester Sequenziertechniken ist es nun zum ersten Mal möglich, Artbildung nicht nur auf der Basis einzelner Gene, sondern auch auf der Ebene des gesamten Genoms bzw. Transkriptoms zu untersuchen. Diese unter dem Begriff "adapation genomics" zusammengefasste Forschungsrichtung stellt einen ganz neuen und fundamentalen Ansatz in der modernen molekularen Ökologie dar und ermöglicht es, Gene, die direkt in Artbildungprozesse involviert sind erstmalig auch in natürlichen Populationen zu identifizieren. Am Beispiel des in unserer Arbeitsgruppe entdeckten Artkomplexes dreier kryptischer Libellenarten sollen im Rahmen dieses Projektes die Mechanismen, die hinter dieser (besonderen) Artbildung liegen untersucht werden. Durch die Einbeziehung von aquatischen sowie terrestrischen Entwicklungsstadien sollen Gene identifiziert werden, welche innerhalb des Trennungsprozess direkt oder indirekt beteiligt sind. Dieses ermöglicht erstmalig einen tieferen Einblick in die Artbildung bei Libellen im Allgemeinen und bei kryptischen Arten im Besonderen.

Drittmittelprojekt: DFG, 228.565 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierökologie

Projektdetails:
The study wants to gain insights into the basic ecology (including phylogeography) of placozoans and better understand the factors that have fueled niche separation. We collect placozoans from different habitats in the field along with monitoring ecological parameters and analysing the genetic composition of field samples. With this information at hand we can address for the first time such fundamental issues as niche separation and habitat preferences, dispersal, and environmental adaptation in placozoans.

Drittmittelprojekt: NESCent, 31.160 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierökologie

Projektdetails:
The aim of the study is to investigate the biodiversity and ecology of differnt placozoan haplotypes with respect to abundance and niche separation in natural coral reef and mangrove habitats. The ultimate goal of this proposal is to broaden our understanding of the driving factors of distribution, adaptation and speciation of these animals by describing biodiversity patterns, endemicity and niche partitioning. This information should soon become a conditio sine qua non for the further deployment of placozoans as model systems for biological research across disciplines.

Drittmittelprojekt: DFG, 15.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierökologie

Projektdetails:
We propose to study the biodiversity and ecology of various placozoan haplotypes with respect to abundance and niche separation in natural coral reef and mangrove habitats. The ultimate goal of this proposal is to broaden our understanding of the driving factors of distribution, adaptation and speciation of these animals by describing biodiversity patterns, endemicity and niche partitioning. This information should soon become a conditio sine qua non for the further deployment of placozoans as model systems for biological research across disciplines.

Drittmittelprojekt: Deutsche Forschungsgemeinschaft, 12.500 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierökologie

Projektdetails:
Mitochondriale Genome stellen einen adäquaten Datensatz zur Rekonstruktion von Phylogenien dar. Bisherige Analysen in unterschiedlichen Tierstämmen konnten bereits den Nutzen mitochondrialer Genome für die Klärung phylogenetischer Fragestellungen zeigen. Ihre vergleichsweise geringen Größe und die Verfügbarkeit umfassender und breit gefächerter Datensätze versprechen eine solide Rekonstruktion der Stammesgeschichte der Metazoa. Probleme und Widersprüche bestehen zur Zeit jedoch in der Evolution an der Basis der Metazoa. Diese resultieren aus (i) unterschiedlichen Evolutionsraten innerhalb und zwischen niederen Tierstämmen, (ii) fehlenden Daten von Schlüsselgruppen und (iii) nicht adäquate oder noch nicht entwickelte Substitutionsmodelle. Mit Hilfe neu zu entwickelnder evolutionärer Modelle und phylogenetischer Methoden sowie der Erfassung und Analyse fehlender Schlüsselgruppen ist beabsichtigt, einen hoch aufgelösten phylogenetischen Baum der Metazoa zu erstellen.

Kooperationspartner:

Dr. Anke Braband, A.v.Humboldt-Universität Berlin

Dr. Chris Cameron, University of Victoria

Dr. Stephen Dellaporta, Yale University

Dr. Rob DeSalle, American Museum of Natoral History, New York

Dr. Andreas Dress, MPI f. Mathematik in d. Wissensch., Leipzig

Dr. John Gerhard, University of California

Dr. Arndt von Haeseler, Universität Düsseldorf

Dr. Bernhard Hausdorf, Universität Hamburg

Dr. Martin Middendorf, Universität Leipzig

Dr. Martin Schlegel, Universität Leipzig

Dr. Mathias Berndt, Universität Leipzig

Dr. Peter Stadler, Universität Leipzig

Dr. J.-W. Wägele, Universität Bochum

Drittmittelprojekt: Deutsche Forschunggemeinschaft, 158.268 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierökologie

Projektdetails:
In einem 4-Stufen-Ansatz möchten wir die Ökologie, Taxonomie und Systematik des Stammes Placozoa untersuchen. Die vier Phasen beinhalten: (1) Charakterisierung der Diversität und Biologie der Placozoen, (2) Testen von Art-Hypothesen, (3) Errichten taxonomischer Einheiten für die Placozoen, (4) Beurteilung taxonomischer Entscheidungsfindung am Beispiel der tabula rasa Plattentiere (Placozoa). Zunächst werden wir das Phylum Placozoa unter Anwendung verschiedener klassischer und moderner Ansätze systematisch charakterisieren. Grundlage hierfür sind vergleichende molekulare und morphologische Untersuchungen verschiedener Placozoa-Linien. Als Zweites wird das Vorhaben vorhandene Daten und Materialien zentralisieren. Als Drittes werden aus den gewonnenen Erkenntnissen hypothetisch neue Arten vorgeschlagen, wobei zusätzlich auch entwicklungsbiologische, geographische und ökologische Informationen verarbeitet werden. Die Arten-Hypothesen werden getestet und die Ergebnisse sollen zur Festlegung diagnostischer Methoden führen, auf deren Basis neue Taxa errichtet werden können. Um die angestrebten Analysen durchzuführen werden Placozoen im Freiland gesammelt und anschließend im Labor analysiert. Die gewonnenen Erkenntnisse werden im Zuge eines ?taxonomic-circle? Ansatzes ausgewertet, um neue taxonomische Einheiten innerhalb der Placozoa zu etablieren. In diesem Zusammenhang werden wir die Vorteile des Linne?schen Systems denen eines PhyloCode Systems gegenüberstellen. Unser Ansatz verspricht eine einmalige Gelegenheit, um die zwei konträren Systeme logisch und objektiv zu vergleichen. Nach der Postulierung neuer taxonomischer Einheiten werden diese mit einem molekularen charakter-basiertem barcode versehen. Hierfür wird jeweils der gängige barcoding marker CO1 charakterisiert.

Kooperationspartner:

Dr. Rob DeSalle, American Museum of Natoral History, New York

Dr. Sergios-Orestis Kollokotronis

Dr. Maria Balsamo, University of Urbino, Italy

Dr. Loretta Guidi, University of Urbino, Italy

Dr. Gray Williams, University of Hong Kong

Drittmittelprojekt: DFG, 7.385 EUR

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Institut für Tierökologie

Projektdetails:
Die kontinuierlich steigende Fragmentierung tropischer Regenwälder in Kombination mit globalen Temperaturveränderungen stellen die größten Bedrohungen der einzigartigen Biodiversität in den tropischen und subtropischen Gebieten dar. Zur Untersuchung möglicher Auswirkungen derartiger Faktoren auf Artbildung und Adaptationsprozesse tropischer Libellenarten wurde die Art Megaloprepus caerulatus Pseudostigmatidae (Odonata) ausgewählt. Diese größte Libelle der Welt ist ökologisch an intakte Primärregenwälder angepasst und nutzt hier ausschließlich mit Wasser gefüllte Baumlöcher zur Eiablage. Erste genetische Voruntersuchungen von Populationen aus Panama, Costa Rica und Mexiko deuten auf einen bereits fortgeschrittenen Artbildungsprozess hin. Durch die Verknüpfung molekulargenetischer, ökologischer und morphologischer Untersuchungen von Populationen des gesamten Verbreitungsareals sollen die Artbildungsprozesse genauer untersucht werden. Mit Hilfe eines ganz neuen Ansatzes in der modernen molekularen Ökologie, werden außerdem durch vergleichende Transkriptomanalysen Anpassungs-mechanismen aufgrund von Temperaturerhöhungen und Stress untersucht. Hierbei sollen Kandidatengene identifiziert werden, die im Prozess der Adaptation eine Rolle spielen.

Kooperationspartner:

Dr. Ola Fincke, University of Oklahoma

Drittmittelprojekt: Deutsche Forschungsgemeinschaft, 107.170 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierökologie

Projektdetails:
Komplette mitochondriale Genome sind für über 2000 Taxa innerhalb der Metazoa verfügbar. Sie stellen somit einen wertvollen Datensatz für die phylogenetische Rekonstruktion innerhalb der einzelnen Phyla als auch zwischen den Großgruppen dar. Für die geflügelten Insekten (Pterygota) werden noch fehlende mitochondriale Genome für Schlüsseltaxa (Ephemeroptera, Odonata, Dermaptera) generiert, die sowohl die Wahrscheinlichkeiten konkurrierender Hypothesen innerhalb der Pterygota entschlüsseln sollen, als auch für die Entschlüsselung der Evolutionswege innerhalb der Metazoa einen wichtigen Bestandteil liefern. Durch die verbesserte Re-Analyse der mitochondrialen Genome mit neu entwickelten bioinformatischen Methoden für die phylogenetischen Analysen und zusätzlichen phylogenetischen Informationen aus den Genom-Anordnungen sowie den tRNA und rRNA Sekundärstrukturen soll die Qualität von mt-Genom Daten für die Rekonstruktion eines Metazoa-Stammbaums als auch der entsprechenden Teilgruppen-Stammbäume detailliert evaluiert werden.

Kooperationspartner:

Prof. Dr. Peter Stadler, Universität Leipzig

PD Dr. Lars Podsialowski

Dr. Christoph Bleidorn, Universität Leipzig

Dr. Georg Mayer, Universität Leipzig

PD Dr. Torsten Struck, Universität Osnabrück

Prof. Dr. Bernhard Misof

Prof. Dr. Stephen Dellaporta, Yale University

Drittmittelprojekt: Deutsche Forschungsgemeinschaft, 354.940 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierökologie

Projektdetails:
AAn der Basis des Stammbaums der vielzelligen Tiere stehen die Plattentiere, Nesseltiere, Schwämme und Rippenquallen. Die Verwandtschaftsbeziehungen zwischen diesen Stämmen und innerhalb derselben sind weitgehend ungeklärt, ebenso wie ihre Herkunft von den Einzellern und die Abspaltung der höheren (triploblastischen) Gruppen. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, molekular Daten von einer Vielzahl von Vertretern der Stämme Plattentiere, Nesseltiere und Rippenquallen zu generieren, um die phylogenetischen Beziehungen an der Basis des Metazoen-Stammbaums zu entschlüsseln. Grundlage für diese Untersuchungen sind Transkriptom- und Genomsequenzierungen. Die Kenntnis der Evolution der Diploblasten ist unerlässlich für die Rekonstruktion der Herkunft und Entfaltung der vielzelligen Tiere. Das Projekt ist eingebettet in das DFG-Schwerpunktprogramm "Deep Metazoan Phylogeny".

Kooperationspartner:

Dr. Stephen Dellaporta, Yale University

Dr. Rob DeSalle, American Museum of Natural History, New York

Dr. Arndt von Haeseler, Universität Düsseldorf

Dr. Peter Holland, University of Oxford

Dr. Richard Reinhard, MPI für Molekulare Genetik, Berlin

Dr. Martin Schlegel, Universität Leipzig

Dr. Peter Stadler, Universität Leipzig

Dr. J.-W. Wägele, Universität Bochum