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 Entzündung weckt Schläfer
29.03.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

nachricht Rostocker Forscher wollen Glyphosat „entzaubern“
29.03.2017 | Universität Rostock

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: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Organisch-anorganische Heterostrukturen mit programmierbaren elektronischen Eigenschaften

29.03.2017 | Energie und Elektrotechnik

Klein bestimmt über groß?

29.03.2017 | Physik Astronomie

OLED-Produktionsanlage aus einer Hand

29.03.2017 | Messenachrichten