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Pressemeldung Nr. 129/2016 vom 28.04.2016 | english version | RSS | zur Druckfassung | Suche

Schnelle Anpassung an eine veränderliche Umwelt

Kieler Biologe erhält mit zwei internationalen Kollegen 900.000 Euro für Forschung


Einen stattlichen individuellen Förderungserfolg kann der Kieler Biologe Dr. Sebastian Fraune aus der Arbeitsgruppe Zell- und Entwicklungsbiologie der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) verbuchen: Sein neues Forschungsprojekt konnte sich kürzlich gemeinsam mit sechs weiteren Vorhaben unter rund 200 Anträgen bei der diesjährigen Fördervergabe des internationalen „Human Frontier Science Program“ (HFSP) behaupten. Gemeinsam mit einem US-amerikanischen und einem australischen Kollegen wird Fraune sich nun mit der Frage beschäftigen, wie sich Lebewesen unter dem Einfluss des Klimawandels schnell an geänderte Umweltbedingungen anpassen können. Dem Kieler Biologen sowie Dr. Adam Reitzel und Dr. Sylvain Foret von den Universitäten Charlotte und Canberra stehen dafür nun umgerechnet rund 900.000 Euro an HFSP-Mitteln für die kommenden drei Jahre zur Verfügung.

Lebewesen passen sich von Generation zu Generation über die Veränderung und Neuzusammensetzung ihrer Erbinformationen in einem allmählichen Prozess an ihre Umwelt an – so erklärt die klassische Evolutionstheorie die Wandlungsfähigkeit aller Lebewesen. Infolge der Klimaerwärmung zeigen viele Arten jedoch eine extrem schnelle Anpassung an geänderte Lebensbedingungen. Dafür müssen offenbar bisher unbekannte Faktoren verantwortlich sein. Laut Fraune, Reitzel und Foret könnten die Epigenetik, also die von Chromosomen-Veränderungen gesteuerte Vererbung, und die bakterielle Besiedlung eines Organismus treibende Kräfte bei dieser beschleunigten Evolution sein. Denn anders als die Zusammensetzung der Gene können beide Faktoren schnell auf einen Umweltwandel reagieren.

Den Einfluss von Epigenetik und Bakterienbesiedelung wollen die Forscher am Beispiel der Seeanemonenart Nematostella vectensis untersuchen. So möchten sie herausfinden, wie die Tiere sich speziell an Veränderungen der Wassertemperatur anpassen können – und wie sie diese Anpassungen an ihre Nachkommen weitergeben. Erste Ergebnisse legen nahe, dass den Anemonen dies durch einen Austausch ihrer Bakterienbesiedlung gelingt. „Die bereits zu beobachtende Auswirkungen des Klimawandels zeigen, dass das klassische Modell der Evolution zur Erklärung von Umweltanpassungen nicht ausreicht – es ist schlicht zu langsam. Wir möchten herausfinden, ob die Veränderungen der Bakterienzusammensetzung eines Organismus und der Einfluss der Epigenetik die fehlenden Erklärungsansätze liefern können“, sagt Fraune.

Das Ziel des Forschungsprojekts ist damit, am Beispiel der Temperaturanpassung der in stark vom Klimawandel betroffenen Umgebungen lebenden Seeanemonen zu bestimmen, ob nicht-genetische Faktoren für eine schnelle Anpassungsfähigkeit an wandelnde Umweltbedingungen verantwortlich sein können. Die Beantwortung dieser Fragen könnte damit grundlegende Erkenntnisse zu einem neuen Forschungsfeld beitragen: Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit haben begonnen, das Leben über biologische Artgrenzen hinaus als funktionelle Einheit verschiedener Lebewesen neu zu definieren. Eine solche Einheit nennen sie einen Metaorganismus. An der Kiel Uni gibt es seit wenigen Wochen eigens zu diesem Thema den neuen Sonderforschungsbereich (SFB) 1182 „Entstehen und Funktionieren von Metaorganismen“ an dem Fraune mit zwei zusätzlichen Projekten beteiligt ist. Der neue SFB beschäftigt sich umfassend mit der Frage, welchen Ursprung und welche Auswirkungen die Interaktionen von Lebewesen, Mikroorganismen und Umwelt in ihrer Definition als Metaorganismen haben. Fraunes HFSP-Projekt könnte dazu einen wichtigen Beitrag leisten, indem es die Rolle der Interaktionen von Organismus und Bakterien im Zusammenhang der Umweltanpassung beleuchtet.

Über das “Human Frontier Science Program”
Das “Human Frontier Science Program” (HFSP) ist ein internationales Forschungsförderungsprogramm in den Lebenswissenschaften. Im Mittelpunkt stehen insbesondere neuartige, hochriskante Forschungsansätze, die die Grenzen des lebenswissenschaftlichen Forschungsfeldes erweitern sollen. Ziele der HFSP-Förderung sind zudem die Anbahnung internationaler Kooperationen, die Unterstützung von Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftlern und die Stärkung interdisziplinärer Kooperationen. Das HFSP-Programm gehört zu den wichtigsten und finanzkräftigsten internationalen Mittelgebern in der lebenswissenschaftlichen Forschung, insbesondere in der Nachwuchsförderung. Es wird von der Europäischen Unionen (EU) und zehn weiteren nicht-EU-Staaten getragen.

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Die Seeanemone Nematostella vectensis erreicht eine Länge von 5-8 Zentimetern und ist an nordatlantischen Küsten verbreitet.
Foto: Dr. Adam Reitzel

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Die Seeanemonen lassen sich gut im Labor züchten und dienen dank ihres einfachen Aufbaus häufig als Modellorganismen in der Biologie.
Foto: Christian Urban, Universität Kiel

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Kontakt:
Dr. Sebastian Fraune
Zoologisches Institut, CAU Kiel
Tel.: 0431-880-4149
E-Mail: sfraune@zoologie.uni-kiel.de

Weitere Informationen:
Website Dr. Sebastian Fraune:
www.bosch.zoologie.uni-kiel.de/?page_id=757

“Human Frontier Science Program”:
www.hfsp.org/

Sonderforschungsbereich 1182 „Entstehen und Funktionieren von Metaorganismen“, CAU:
www.metaorganism-research.com/



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Text / Redaktion: ► Christian Urban