Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die innere Uhr polarer Planktonorganismen als Forschungsschwerpunkt eines virtuellen Instituts

28.06.2012
Funktion und Bedeutung biologischer Uhren polarer Planktonorganismen stehen ab 1. Juli 2012 im Mittelpunkt des virtuellen Helmholtz-Instituts namens PolarTime.

Es ist eines von elf neuen virtuellen Instituten der Helmholtz-Gemeinschaft und wird vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung koordiniert. PolarTime wird bis zu fünf Jahre mit etwa drei Millionen Euro aus dem Impuls- und Vernetzungsfonds der Helmholtz-Gemeinschaft gefördert.


Antarktischer Krill (Euphausia superba)
Foto: Carsten Pape, Alfred-Wegener-Institut

In den Polarregionen wirkt sich der Einfluss des Menschen auf das Klima besonders stark aus. Beispiele für Umweltveränderungen in Arktis und Antarktis sind beispielsweise der Rückgang des Meereises und wärmeres Meerwasser. Wie reagieren Meeresorganismen darauf, dass sich ihre über Jahrmillionen mit der Umwelt synchronisierten Lebensprozesse wie Reproduktionszyklus und saisonale Nahrungsverfügbarkeit durch Umweltveränderungen verschieben? Um solche Fragen beantworten zu können, nehmen Forscher im virtuellen Helmholtz-Institut PolarTime den Antarktischen Krill (wissenschaftlicher Name: Euphausia superba) genauestens unter die Lupe. Er dient als Modellorganismus für eine polare Planktonart, der sich an die extremen Bedingungen angepasst hat.

Der Krill nimmt im Nahrungsnetz des Südozeans eine Schlüsselrolle ein. Er hat im Laufe der Evolution eine Vielzahl biologischer Rhythmen entwickelt, die eng mit der sich im Jahresverlauf stark verändernden Umwelt verknüpft sind. Fast alle Organismen, vom Einzeller bis zum Menschen, haben sich an den periodischen Wechsel von Tag und Nacht durch die Entwicklung einer inneren biologischen Uhr angepasst. Diese Uhr ermöglicht die Synchronisation tagesperiodischer physiologischer und verhaltensbiologischer Vorgänge mit der Umwelt. Darüber hinaus bestimmt sie auch saisonale Rhythmen mit erstaunlicher zeitlicher Präzision. Doch die innere Uhr muss immer wieder gestellt werden. Dies geschieht über sogenannte äußere „Zeitgeber“ wie die Tageslichtlänge (Photoperiode).

Ein Team um die Sprecher PD Dr. Bettina Meyer vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft und Dr. Mathias Teschke von der Charité-Universitätsmedizin Berlin wird künftig am Modellorganismus Antarktischer Krill die Prinzipien, Interaktionen und die Evolution endogener biologischer Rhythmen und Uhren pelagischer Organismen der Polarregionen erforschen. Kooperationspartner sind die Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, das Helmholtz Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig sowie die italienische Universität Padua und das Australische Antarktisinstitut in Hobart (Tasmanien).

Schwerpunkt der Forschung am Alfred-Wegener-Institut ist dabei die Physiologie. „Wir untersuchen beispielsweise, unter welchen Bedingungen Gene und Enzyme aktiv sind und wie diese durch die innere Uhr gesteuert werden“, sagt Meyer. Ihr Kollege Teschke hat im Rahmen eines Forschungsprojektes der Deutschen Forschungsgemeinschaft erste Erkenntnisse über die innere Uhr des Krills gesammelt. „Die erzielten Erkenntnisse über Krill geben uns eine fundierte Grundlage um die innere Uhr und ihre Wirkungsweise in anderen polaren Meeresorganismen zu untersuchen, die eine zentrale Funktion in polaren Ökosystemen einnehmen“, so Teschke.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zweier Arbeitsgruppen der Universität Oldenburg ziehen aus diesen Grundlagen der Steuerung des einzelnen Tiers dann Rückschlüsse auf die größeren Zusammenhänge im antarktischen Ökosystem. Evolutionsbiologen um Prof. Dr. Gabriele Gerlach untersuchen, ob sich die Krill-Populationen im Osten und Westen der Antarktis voneinander unterscheiden, denn in der Westantarktis gibt es wesentlich größere Klimaschwankungen als im Osten. Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Bernd Blasius speist die physiologischen Daten in mathematische Modelle ein. So können die Forscher die Auswirkungen verschiedener Szenarien der Klimaveränderung auf die innere Uhr und die daran gekoppelten Lebensfunktionen in Meeresorganismen testen.

„Mit der Einrichtung einer gemeinsamen Professur für ‚Biologische Prozesse und Biodiversität in Polarregionen’ möchten wir in Zukunft langfristig mit der Universität Oldenburg kooperieren“, sagt Prof. Dr. Karin Lochte, die Direktorin des Alfred-Wegener-Instituts. Des Weiteren soll eine gemeinsame Arbeitsgruppe „Marine Chronobiologie“ aufgebaut werden, in die Teschke seine Expertise von der Berliner Charité einbringt. „Um das innovative Forschungsgebiet von PolarTime in die Lehre einzubringen, wird an der Universität Oldenburg eine Summer School ‚Chronobiology in marine Environments’ eingerichtet“, berichtet Prof. Dr. Babette Simon, die Präsidentin der Carl von Ossietzky Universität. Zusätzlich sind ein Austauschprogramm von Masterstudenten und Doktoranden auch mit den internationalen Kooperationspartnern sowie eine Ringvorlesung über verschiedene Bereiche innerhalb der Chronobiologie geplant.

Das virtuelle Helmholtz-Institut PolarTime - Biological timing in a changing marine environment: Clocks and rhythms in polar pelagic organisms

Koordination:
Alfred-Wegener Institut für Polar und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft, Sprecher: PD Dr. Bettina Meyer, Dr. Mathias Teschke
Kooperationspartner:
Carl von Ossietzky Universität Oldenburg: Prof. Dr. Gabriele Gerlach, Prof. Dr. Bernd Blasius
Charité-Universitätsmedizin Berlin: Prof. Dr. Achim Kramer, Dr. Mathias Teschke
Helmholtz Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig: Prof. Dr. Volker Grimm, Dr. Karin Johst
Australian Antarctic Division: Dr. So Kawaguchi, Dr. Simon Jarman
Universität Padua: Prof. Dr. Rudolfo Costa
Allgemeine Informationen zu den neuen virtuellen Helmholtz-Instituten finden Sie auf der Webseite der Helmholtz-Gemeinschaft: http://www.helmholtz.de/aktuelles/presseinformationen/

Das Alfred-Wegener-Institut forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen der mittleren und hohen Breiten. Es koordiniert die Polarforschung in Deutschland und stellt wichtige Infrastruktur wie den Forschungseisbrecher Polarstern und Stationen in der Arktis und Antarktis für die internationale Wissenschaft zur Verfügung. Das Alfred-Wegener-Institut ist eines der 18 Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.

Ralf Röchert | idw
Weitere Informationen:
http://www.awi.de
http://www.helmholtz.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht 'Fix Me Another Marguerite!'
23.06.2017 | Universität Regensburg

nachricht Schimpansen belohnen Gefälligkeiten
23.06.2017 | Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften (MPIMIS)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften