Bedeutung von parasitären Pilzen in der Planktonökologie

Die kürzliche Entdeckung einer bisher unberücksichtigten Diversität von weit verbreiteten parasitären Pilzen (Chytriden), welche Phytoplankton infizieren, stellt unser Verständnis hinsichtlich der Funktion aquatischer Ökosysteme in Frage. Der erste Teil dieses Projekts hat sich mit der Identifizierung der wichtigsten, zum Thema relevanten gaps in knowledge befasst (Frenken et al. 2017). Darüber hinaus versuchen wir, durch eine Kombination aus physiologischen, ökologischen und evolutionsbiologischen Methoden, die Rolle von Chytriden in pelagischen Nahrungsnetzen zu verstehen.

Das Projekt umfasst drei Hauptaspekte:

Anteil von Chytrid Epidemien an dem Rückgang von Phytoplankton Blüten und Verknüpfung von Primär- und Sekundärproduktion

Chytrid Infektionen sind tödlich und können eine starke Kontrolle auf Phytoplankton Populationen ausüben. Darüber hinaus dienen Chytride zusammen mit ihrer üblichen Phytoplanktonbeute als Nahrung für Zooplanktonkonsumenten. Wenn ungenießbares Phytoplankton dominiert, verpacken infizierende Chytride den in ihren Wirten enthaltenen unzugänglichen Kohlenstoff neu und stellen ihn den Zooplanktonverbrauchern in Form von leicht einnehmbaren Zoosporen zur Verfügung, wodurch eine trophische Verbindung zwischen primärer und sekundärer Produktion, dem sogenannten Mycoloop, hergestellt wird (Agha, Saebelfeld et al. 2016). Zusätzlich zu diesem "repacking"-Effekt haben wir neulich gezeigt, dass Chytride die Qualität des in ihren Phytoplanktonwirten enthaltenen Kohlenstoffs verbessern, indem sie Lipide de novo synthetisieren, die für Zooplanktonkonsumenten essentiell sind und in ihren Algenwirten nicht vorhanden sind (Gerphagnon, Agha et al. 2019). Momentan untersuchen wir weitere Aspekte der Rolle dieser Räuber-Beute-Parasiten Interaktion im Zusammenhang mit dem Kohlenstoff Transport in pelagischen Nahrungsnetzen.

Ökophysiologie und Mechanismen von Chytrid Infektionen

Welche Bedingungen begünstigen Chytrid Epidemien? Kann Phytoplankton dem Parasitismus entfliehen? Um diese Fragen zu beantworten führen wir Experimente mit Phytoplankton Kulturen und Chytriden durch, wobei wir Methoden verschiedener Bereiche kombinieren (siehe z.B. Agha et al. 2018 oder Ortiz-Canavate et al. 2019).

Chytrid Parasiten als Vorantreiber der Evolution

Wirte und ihre Parasiten sind in einen endlosen Kampf gegenseitiger Anpassungen verwickelt, der zur Ko-evolution führt. Evolutionstheorien besagen, dass sich schnell entwickelnde Parasiten eine starke Selektion in Bezug auf Diversifizierung von Wirt Populationen ausüben. Wir führen Evolutionsexperimente durch, um das Potential von Chytriden zu untersuchen, die große, in natürlichen Phytoplankton Populationen beobachtete, intraspezifische Diversität voranzutreiben und um algemein grundlegende Hypothesen in der Evolution zu testen (z.B. Agha et al., 2018b).