Effekte von Futtermenge und -qualtität auf die Ausbildung von induzierten Verteidigungen bei Daphnia
Trophische Interaktionen sind ein Schlüsselelement um Prozesse im Nahrungsnetz und die Funktion von Ökosystemen zu verstehen. Während Nährstoffe von Primärproduzenten zu höheren, trophischen Ebenen weitergegeben werden, ist die Prädation gleichzeitig die Haupttriebkraft der natürlichen Selektion. Als Reaktion auf Fraßdruck haben viele aquatische Beuteorganismen Verteidigungen entwickelt, um den Einfluss der Prädation zu reduzieren. Jedoch kann die Verteidigung gegen einen Räuber die Beute angreifbarer gegen einen anderen Räuber machen. Deshalb ist die phänotypische Plastizität bei Verteidigungsmerkmalen ein weit verbreiteter Mechanismus, um mit ständig wechselnden Räuber-Spektren zurecht zu kommen. Diese Plastizität könnte aber auch einen wechselnden Resourcen-Bedarf implizieren, wie zum Beispiel Änderungen der Morphologie oder des Lebenszyklus (z.B. Anzahl oder Größe der Nachkommen). Dadurch könnte die Zusammensetzung der Phytoplankton-Gemeinschaft, und damit die Nährstoffverfügbarkeit für Primärkonsumenten, möglicherweise zu Nährstofflimitierungen führen, welche potentiell auch die Ausbildung von Verteidigungen einschränken. Um ein vollständigeres Verständnis zu erhalten, wie die Beute-Organismen durch unzureichende Nährstoffversorgung leiden, werden wir den Einfluss der Nährstoffverfügbarkeit auf die Ausbildung von Verteidigungen bei Cladoceren der Gattung Daphnia untersuchen. Daphnia sind unselektive Filtrierer, die eine essentielle Rolle beim Nährstofftransport von Primärproduzenten zu höheren trophischen Ebenen in stehenden Süßwasser-Ökosystemen spielen und sie bieten ein gut etabliertes Modell-System in der Erforschung von Räuber-Beute-Interaktionen und der Nährstoff-Ökologie. Dieses Projekt, welches adaptive Plastizität und trophische Interaktionen unter Nährstoffbeschränkungen kombiniert, wird unser Verständnis von Prozessen in Nahrungsnetzen von Süßwasser-Ökosystemen voranbringen.
In diesem Projekt werden wir den Einfluss von Futtermenge und -qualität auf die Ausbildung von induzierbaren Verteidigungen untersuchen, indem wir etablierte Räuber-Beute-Systeme verwenden. Es wird in Kooperation mit der Arbeitsgruppe von D. Martin-Creuzburg vom Limnologischen Institut der Universität Konstanz durchgeführt. Wir werden ermitteln wie die Ausbildung von Verteidigungen und die Resourcen-Allokation in Daphnia von der Verfügbarkeit von Kohlenstoff und essentiellen Lipiden abhängt und wie die unterschiedlichen Verteidigungsmerkmale durch die Zugabe einzelner Nährstoffe, sowie unterschiedlicher Kombinationen von Nährstoffen beeinflusst werden. Desweiteren werden wir den Bedarf für Daphnia an Kohlenstoff, sowie für essentielle Lipide unter simulierter Räuber-Exposition (durch Nutzung von Kairomonen) in Versuchen mit Nährstoffkonzentrationsgradienten ermitteln, um direkte Kosten für induzierbare Verteidigungen zu bestimmen. Durch die Untersuchung dieser Veränderungen und dem Bestimmen von Nährstoff-Kosten für induzierbare Verteidigungen, werden wir im Stande sein, ein verbessertes, mechanistisches Verständnis für induzierbare Verteidigungen bei Daphnia zu erhalten und herauszufinden wie die Ausbildung dieser Verteidigungen durch die Phytoplankton-Gemeinschaft und durch Nährstofflimitierungen möglicherweise eingeschränkt werden. Dies wird zu unserem Verständnis von trophischen Interaktionen, Populationsdynamiken und Prozessen im Nahrungsnetz beitragen.