Aktuelle Projekte
AMMOD = Automated Multisensor Station for Monitoring of BiodDiversity
One Part of the AMMOD-Project is located at the Justus-Liebig-University of Giessen -> module 8: Metabarcoding of environmental samples
A large part of the biodiversity consists of tiny to small organisms, e.g. insects and pollen. This module focuses on the development of techniques for the collection and identification of organisms which are small and difficult to identify based on morphology. We will develop and test entirely new automated environmental sampling devices that work autonomously in the field. Specimen identification will be achieved via environmental metabarcoding using Next Generation Sequencing technologies (NGS). This concerted sampling and analyses of insects (this part is located at ZFMK: Zoological Research Museum A. Koenig (Bonn)) and pollen allows for investigating the phenology of insect and flower populations. Test runs will be conducted in relation to high throughput applicability in the future for the challenging large-scale routine monitoring of species diversity. Thus, we can provide information about the seasonal presence of insects, their seasonal forage strategies and the plants' resource availability.
Homepage: https://ammod.de/
Funded by
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Ausgebrummt?
Wir untersuchen, ob der Rückgang vieler Hummelarten in Deutschland durch den Rückgang der Biodiversität von Nahrungspflanzen erklärt werden kann. Viele pollensammelnde Hummelarten sind in der Roten Liste Deutschlands aufgeführt, drei Arten sind bereits ausgestorben. Der Hummelschutz ist jedoch zum Erhalt des ökologischen Gleichgewichts unerlässlich, in Bezug auf den allseitigen Schwund von bestäubenden Insekten in den Industrieländern aber auch in Bezug zu ihrer Bestäuberleistung für Pflanzen. Historische Pollenanalysen an Hummeln in naturkundlichen Sammlungen ermöglichen es, Veränderungen in Bestäubernetzwerken zu untersuchen. Hierbei kommen neue DNA-Metabarcoding Methoden zur Anwendung, die die zielgenaue Zuordnung des von der Hummel gesammelten Pollens zu einer Pflanzenart erlauben. Das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG/SPP1991/352447832) auf 3 Jahre geförderte Projekt hat zum Ziel, die Nahrungsverfügbarkeit der Hummeln retrospektive zu analysieren, und festzuhalten, ob ein Landnutzungswandel für den Insektenrückgang mitverantwortlich ist und wie diesem potentiell entgegengetreten werden kann.
Funding: 2018 – now, German Research Foundation (DFG)
Co-PI’s: Michael Ohl, Naturkundemuseum Berlin, Alexander Keller und Ingolf Steffan-Dewenter, Universität Würzburg
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Was fliegt denn da?
In Kooperation mit der Universität Leipzig und dem iDIV untersuchen wir die vertikale, horizontale und temporäre Verteilung von Pollen im Leipziger Auewald. Untersucht wird der Einfluss verschiedener Baumarten, Fallenpositionen, Phänologien und Diversitätsmuster auf verschiedene taxonomische Gruppen.
https://biologie.lw.uni-leipzig.de/en/institut/ag/systematic-botany-and-functional-biodiversity/institute-blog/news/news-id/6957/
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Pollenmetabarcoding – es geht, aber es geht noch besser!
In einem BMBF-geförderten Projekt im Rahmen der German Barcode of Life Initiative II (www.GBOL.org) optimieren wir die Technik zum Pollenmetabarcoding. Wir analysieren die Identifikationsgenauigkeit für Luftpollen, Insektenpollen und Pollen im Honig für automatisierbare, standardisierbare Routineanwendungen.
Funding: 2016 – now, BMBF
Kooperationspartner: GBOL-Konsortium (www.GBOL.org), Deutscher Polleninformationsdienst (www.pollenstiftung.de/), Universität Bonn und Museum König, Bonn
Koexistieren und ko-evolvieren gemeinsam vorkommende Arten entlang eines starken ökologischen Filters?
Mit Hilfe von Genotype-by-Sequencing untersuchen wir die populationsgenetischen Muster gemeinsam vorkommender annueller Asteraceae in Israel. Die Arten wachsen auf kleinen Habitatinseln in einer landwirtschaftlichen Matrix entlang eines starken Niederschlagsgradienten. Wir untersuchen, (i) ob jeweils genetische Drift mit der effektiven Populationsgröße korreliert, (ii) ob Arten mit diversifizierten Ausbreitungsstrategien weniger von der Fragmentierung kleiner Lebensräume betroffen sind und (iii) ob ein gleichzeitiges Vorkommen der Arten unter ähnlichen ökologischen Filtern zu übereinstimmenden oder abweichenden Reaktionen in Bezug zu Landschaftseffekte führt. Fitnessuntersuchungen sollen zeigen, ob gemeinsam vorkommenden Arten auch ko-existieren und welche Einflüsse balancing oder divergent Selektion auf populationsgenetische Muster haben kann.
Funding: 2014 – 2017, DFG
Kooperationspartner: Yaron Ziv und Itamar Giladi, Ben Gurion University of the Negev,
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Genetische Diversität und Naturschutz!
Seltene und gefährdete Arten kommen meist zerstreut in kleinen isolierten Populationen vor. Kreuzen sich Individuen einer Population nur noch miteinander, ohne Genaustausch von außen, geht in der Regel genetische Vielfalt verloren. Selektionsneutrale oder negative Mutationen häufen sich in diesen Populationen und führen zu Inzuchteffekten; dies hat meist das Erlöschen der Population zur Folge. Nur in sehr seltenen Fällen etablieren sich schnelle evolutionär-vorteilhafte Anpassungen an lokale Gegebenheiten. Durch eine Analyse der genetischen Diversität (die genetische Vielfalt) und Differenzierung (Variabilität) können populationsgenetische Untersuchungen den Naturschutz im Bereich der Vernetzung und Wiederansiedlung unterstützen. Dies erfolgt in enger Kooperation mit Naturschutzbehörden, Botanischen Gärten und lokalen Akteuren an verschiedenen einheimischen Pflanzenarten, z.B. Jurinea cyanoides (Sandsilberscharte), Onosma arenaria (Sand-Lotuswurz), Silene otites (Ohrlöffel-Leinkraut), Helianthemum nummularium subsp. gmelinii (Gelbe Sonnenröschen), Gypsophila fastigiata (Büscheliges Gipskraut), und vielen mehr.
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Entwicklung von Transkriptom-Fingerprinting-Techniken am Beispiel des Rotklees (mRNA-GBS)
Die Populationsgenetik kann ein Bindeglied zwischen ökologischen und entwicklungsbiologischen Fragestellungen an Nichtmodellorganismen sein, um den interdisziplinären Wissenstransfer zu stärken. Wir analysieren, ob in diesem Kontext Genotype-by-Sequencing (GBS) auf mRNA Proben angewendet werden kann. Die Untersuchen erfolgen an Trifolium pratense (Rotklee), eine wichtige Futterpflanze, die auf fast allen landwirtschaftlich genutzten Wiesen vorkommt. Rotklee reagiert beim Mähen oder Weiden mit spezifischen morphologischen Veränderungen. Die Frage ist, ob potentielle Kandidatengene einer Transkriptionsanalyse auch durch mRNA-GBS wiedergefunden werden können und ob die differenzielle Genexpression mit Umweltdaten zur Landnutzung auf den Flächen der Biodiversitätsexploratorien korrelieren.
Funding: 2014 – now, German Research Foundation (DFG)
Co-PI’s: Annette Becker and Volker Wissemann (Institute of Botany, JLU Gießen)
Cooperation partners: Alexander Goesmann and Oliver Rupp, Institute for Bioinformatics and Systems Biology, JLU Gießen
Foto: Fionakate, CC-BY 0)
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Pimpinella saxifraga – eine Art oder doch mehr?
Die Kleine Bibernelle (Pimpinella saxifraga) ist eurasisch verbreitet und morphologisch sehr divers. Die Art weist eine große ökologische Variabilität auf: sie kommt in verschiedenen Klimazonen (ozeanisch, Mediterran zu kontinental) und Höhenlagen (Meereshöhe, z.B. Spanien (Castroviejo et al. 2005) bis zu 2900 m Höhe in der Türkei (Davis,1972)) und wächst meist auf mesotrophem Grasland. Wir untersuchen die genetische, morphologische und ökologische Diversität, da entlang von Autobahnen in Deutschland ausgebrachtes, gebietsfremdes Saatgut von Pimpinella saxifraga sich nicht oder nur sehr gering mit einheimischen Genotypen kreuzt. Dadurch koexistieren in Hessen zwei genotypische Cluster dieser Art.
Funding: 2013 – 2016 DBU (Deutsche Bundesstiftung Umwelt) und Heidehofstiftung
2016 up to now Yarmouk Universität, Jordanien
CC-BY-SA 2.0 Andreas Rockstein
Konzeptentwicklung zur Langzeitlagerung und Verfügbarmachung von Biodiversitäts-Primärdaten
Biologische Belege und Daten sind insbesondere im Zeitalter des globalen Wandels von großer Bedeutung. Naturkundliche Sammlungen (für Organismen und dazugehörende Begleitinformation) und Bibliotheken (für Publikationen) sind sich dieses Schatzes schon lange bewußt, während es für Forschungsdaten lange keine Repositorien gab. Langzeitverfügbarkeit, Zugänglichkeit und Vernetzung ermöglicht jedoch ganz neue Analysen, die eine immer größere Bedeutung haben. Dies wurde und wird durch Gremienarbeit, z.B. im Rahmen von GFBIO (German Federation for Biological Data, www.gfbio.org), GBIF (Global Biodiversity Information Facility, https://www.gbif.org/) und des Global Genome Biodiversity Networks (www.ggbn.org) unterstützt.
Funding: DFG
CC0 Ram Kumar