Antarktische Schwämme – Schnelle Identifizierung mit Gen-Etiketten

Antarktische Schwämme im Rossmeer. Bild: DTIS camera, IPY-CAML project, National Institute of Water and Atmospheric Research, New Zealand

Antarktische Schwämme sind ein wichtiger Bestandteil der Lebensgemeinschaften am Boden antarktischer Ozeane. Mit ihrem Skelett und ihren zahlreichen Hohlräumen bieten sie vielen anderen Meeresbewohnern Halt und Schutz.

„Trotz ihrer großen ökologischen Bedeutung wurden antarktische Schwämme noch nie mithilfe moderner molekularer Methoden untersucht, die eine schnelle und eindeutige Identifizierung zulassen und einen tieferen Einblick in die Evolution ermöglichen“, sagt Professor Gert Wörheide (Lehrstuhl für Paläontologie und Geobiologie der LMU), der mit seinem Team nun erstmals eine umfassende Analyse genetischer Erkennungssequenzen von Schwämmen des antarktischen Rossmeers durchführte. Über ihre Ergebnisse berichten die Wissenschaftler im Fachmagazin PLOS ONE.

Bisher sind etwa 350 Schwammarten bekannt, die in den Meeren rund um die Antarktis leben. Viele von ihnen sind endemisch, kommen also nur hier vor. Den Anstoß für die Entwicklung so vieler endemischer Arten gab wohl die Isolation der Antarktis, die sich bereits vor 140 Millionen Jahren vom Urkontinent Gondwana abspaltete.

Die Abkühlung des Klimas und die Entstehung des kalten Zirkumpolarstroms isolierten die antarktische Flora und Fauna zusätzlich und setzten vermutlich eine weitere Spezialisierung in Gang. „Untersuchungen zur Evolutionsgeschichte und zur Ökologie dieser Schwämme sind bisher dadurch erschwert, dass es nur für zwei Prozent aller antarktischen Schwämme DNA-Daten gibt“, sagt Dr. Sergio Vargas, Erstautor der Studie.

Tropische Vielfalt in kalten Gewässern

Wörheides Team hat nun zum ersten Mal ein DNA-Barcoding für antarktische Schwämme durchgeführt. Bei dieser Methode werden kurze DNA-Erkennungssequenzen analysiert, deren Abfolge der Basenpaare analog den Strichcodes auf etwa Lebensmittel-Etiketten eine bestimmte Art charakterisieren, die so eindeutig identifiziert werden kann. DNA-Barcodes erlauben daher eine zuverlässigere und schnellere Identifizierung. Die Unterschiede zwischen verschiedenen Barcodes liefern zudem Hinweise auf das Verwandtschaftsverhältnis verschiedener Arten.

Das DNA-Barcoding zeigte, dass antarktische Schwämme höchst vielfältig sind und einen genauso großen Artenreichtum aufweisen wie tropische Schwammgemeinschaften. Die Genanalysen deuten darauf hin, dass sich die Schwämme in der Antarktis weitgehend isoliert entwickelten.

Vermutlich haben sie gemeinsame Vorfahren, die zur Zeit des Riesenkontinents Gondwana lebten. Einige Arten antarktischer Schwämme kommen rund um die gesamte Antarktis vor. Über die genetischen Verbindungen zwischen diesen Arten ist bisher fast nichts bekannt.

„Unsere Ergebnisse erlauben nun, eine Bibliothek von DNA-Barcodes anzulegen und so vergleichende Studien anzustellen. So können wir untersuchen, ob diese Exemplare tatsächlich zur selben Art gehören, oder ob sie in Wirklichkeit zahlreichen lokalen Arten entstammen“, sagt Wörheide. „Diese Information ist wichtig für den Schutz und das Management der marinen Ressourcen rund um diesen einzigartigen Kontinent, der den Bedrohungen des globalen Klimawandels ausgesetzt ist“.
PLOS ONE 2015
göd

Diversity in a Cold Hot-Spot: DNA-Barcoding Reveals Patterns of Evolution among Antarctic Demosponges (Class Demospongiae, Phylum Porifera)
Sergio Vargas, Michelle Kelly, Kareen Schnabel, Sadie Mills, David Bowden, Gert Wörheide
PLOS ONE 2015
DOI: 10.1371/journal.pone.0127573
http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0127573

Kontakt:
Professor Dr. Gert Wörheide
Department für Geo- und Umweltwissenschaften
Paläontologie & Geobiologie
Telefon: +49 (0) 89 2180 6718
woerheide@lmu.de
http://www.palaeontologie.geowissenschaften.uni-muenchen.de/personen/lehrstuhlin…

Media Contact

Luise Dirscherl Ludwig-Maximilians-Universität München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie

Der innovations-report bietet im Bereich der "Life Sciences" Berichte und Artikel über Anwendungen und wissenschaftliche Erkenntnisse der modernen Biologie, der Chemie und der Humanmedizin.

Unter anderem finden Sie Wissenswertes aus den Teilbereichen: Bakteriologie, Biochemie, Bionik, Bioinformatik, Biophysik, Biotechnologie, Genetik, Geobotanik, Humanbiologie, Meeresbiologie, Mikrobiologie, Molekularbiologie, Zellbiologie, Zoologie, Bioanorganische Chemie, Mikrochemie und Umweltchemie.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

Mit dem Klimawandel Schritt halten?

GEOMAR-Studie zeigt Anpassungsfähigkeit von Ruderfußkrebsen, solange nicht zu viele Stressfaktoren gleichzeitig auftreten. Die für die Nahrungsnetze der Ozeane wichtigen Copepoden können sich genetisch an wärmere und saurere Meere anpassen. Dies…

Arktisches Meereis weiter auf dem Rückzug

Der heiße Sommer 2022 auf der Nordhalbkugel wirkt sich zwar nur moderat auf die Meereisbedeckung aus, der Negativtrend setzt sich aber weiter fort. Am 16. September erreichte das Meereis in…

Mehrjährige Blühstreifen in Kombination mit Hecken

… unterstützen Wildbienen in Agrarlandschaften am besten. Blühzeitpunkte von Blühstreifen und Hecken ergänzen sich gegenseitig und fördern Bienendiversität. Vivien von Königslöw: „Ergebnisse legen nahe, bevorzugt mehrjährige Blühstreifen statt einjährige Blühstreifen…

Partner & Förderer