Biodiversität entsteht im Zuge der Evolution von Organismen. Viele SGN-Forscher arbeiten deshalb schwerpunktmäßig an evolutiven Fragestellungen.
Evolutionsforschung am Deutschen Zentrum für Marine Biodiversitätsforschung (DZMB)Seit Jahren steht insbesondere die Erforschung der Organismen der Tiefsee im Fokus der Forschung am DZMB. Von besonderem Interesse sind Fragen, die sich mit der Entstehung und Evolution der Artenvielfalt in diesem bislang nur unzureichend erforschten Lebensraum beschäftigen: Welche evolutionären Prozesse führten zu der Vielfalt an Tiefseebewohnern? Welche morphologischen und genetischen Anpassungen besitzen Tiefseeor-ganismen im Vergleich zu Flachwasserarten? Die Beantwortung dieser Fragen hilft uns die enorme Diversität in diesem uns fremden Lebensraum besser zu verstehen.
Dr. Jörg Habersetzer – Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt
Dr. Jörg Habersetzer – Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt
Darwinius masillae wurde als neue Gattung und Art von einem internationalen Forscherteam, dem die Frankfurter Wissenschaftler Dr. Franzen und Dr. Habersetzer angehörten, beschrieben. Das bisher weltweit vollständigste Primaten-Fossil stammt aus dem Welterbe Grube Messel und wurde mit verschiedenen Methoden u.a. Mikro-CT untersucht. Das Fossil („Ida“) löste eine international geführte Diskussion zur Evolution früher Primaten aus (48 Mio., Feuchtnasen vs. Trockennasenaffen). Die Orginalpublikation und alle hochauflösenden Abbildungen sind frei zugänglich (J. L. Franzen et al. PLoS ONE 4, e5723; 2009).
PD Dr. Mona Hoppenrath – Deutsches Zentrum für Marine Biodiversitätsforschung (DZMB) Willhelmshaven
Einzellige Eukaryoten zeichnen sich durch eine unglaubliche Diversität aus. Dinoflagellaten sind eine Protistengruppe deren direkte Verwandtschaft sehr gut belegt ist. Die Evolution innerhalb der Dinoflagellaten ist völlig unklar und nur in Ansätzen verstanden. Unsere taxonomisch-systematische Forschung ist die Grundlage für phylogenetische Untersuchungen. Die Aufklärung der Merkmalsevolution soll zu einer möglichst natürlichen Klassifikation führen. Die Evolution komplexer Organellen (Nematocyten und Ocelloide), die morphologisch und molekular phylogenetisch rekonstruiert wird, ist ein Beispiel.
Humanethologisches Filmarchiv – Frankfurt
Prof. DR. Axel Janke – Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt und Senckenberg Biodiversität und Klima-Forschungszentrum (BiK-F)
Dr. Alexander Kieneke – Deutsches Zentrum für Marine Biodiversitätsforschung (DZMB) Willhelmshaven
Bauchhärlinge (Gastrotricha) sind winzige aquatische Tiere, die in Meeressedimenten sowie in Süßwasserbiotopen leben und zur Lebensgemeinschaft der Meiofauna zählen. Als ursprüngliche Metazoengruppe spielen sie eine Schlüsselrolle beim Verständnis der frühen Evolution der Bilateria. Mithilfe morphologisch-phylogenetischer Techniken rekonstruieren wir die Merkmalsevolution von Organsystemen, um deren Bedeutung für Anpassungsprozesse zu verstehen. Mit der näheren evolutiven Vergangenheit ausgewählter Arten befassen sich phylogeografische Projekte, bei denen vorrangig molekulare Methoden zum Einsatz kommen.
Prof. Dr. Sven Klimpel, Dr. Thomas Kuhn – Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt und Senckenberg Biodiversität und Klima-Forschungszentrum (BiK-F)
Parasiten und Pathogene sind integrale Bestandteile eines jeden Ökosystems. Sie befallen kurzfristig oder temporär und mit schädlicher Wirkung andere Organismen wobei ihr Überleben nicht nur von der physiologischen Kapazität sondern auch in besonderem Maße von der genetischen Adaptionsfähigkeit an sich ändernde abiotische und biotische Faktoren, bestimmt wird. Anhand von phylo-genetischen und -geographischen, populationsgenetischen sowie genomischen Analysen untersuchen wir die co-evolutiven Zusammenhänge in Wirt-Parasit/Pathogen-Systemen entlang verschiedener Invertebraten- und Vertebratenklassen.
PD. Dr. Ottmar Kullmer – Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt
Dr. Gerald Mayr – Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt
Arbeitsschwerpunkt der Sektion Ornithologie in Frankfurt ist die Großgruppensystematik und frühe Evolution der Vögel. Hierzu werden sowohl phylogenetische Analysen morphologischer Daten durchgeführt, als auch vergleichend-morphologische Untersuchungen fossiler Vögel (unter anderem aus der Grube Messel).
Dr. Juraj Paule – Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt UND Dr. Christiane Ritz – SENCKENBERG MUSEUM FÜR NATURKUNDE GÖRLITZ
Hybridisierung und Polyploidie (Vervielfachung von vollständigen Chromosomensätzen) spielen in der Evolution der Landpflanzen eine bedeutende Rolle. Beide Prozesse sind oft gekoppelt und können auch als „evolutionäre Sprünge“ verstanden werden. In polyploiden Hybriden wird sowohl das Genom als auch das Transkriptom sofort neu organisiert, was oft reproduktiver Isolation und damit auch Artbildung nach sich zieht. Wir arbeiten an Rosengewächsen als Modellsystem (Gattungen Potentilla und Rosa), um diese Phänomene mit populationsgenetischen und genomischen und transkriptomischen Methoden zu studieren.
Prof. Dr. Markus Pfenninger – Senckenberg Biodiversität und Klima-Forschungszentrum (BiK-F)
Dr. Christian Printzen – Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt
Flechten sind uralte, perfektionierte Lebensgemeinschaften zwischen Pilzen und Photosynthese treibenden Algen oder Cyanobakterien. Beide Partner können ohne den anderen meist nicht überleben. Ihre Evolution unterliegt deswegen ganz speziellen Einschränkungen. Die Sektion Kryptogamen untersucht mit den Methoden der Populationsgenetik, Ökologie und Stammbaumberechnung verschiedene Aspekte der Evolution von Flechtenpilzen und -algen, von der ökologischen Anpassung über die Artbildung bis hin zur Stammesgeschichte.
PD Dr. Irina Ruf – Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt
Prof. Dr. Imke Schmitt – Senckenberg Biodiversität und Klima-Forschungszentrum (BiK-F)
Mutualistische Symbiosen sind Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen zweier Arten, die für beide Partner nützlich sind. Zusätzlich zur darwinischen Evolution (allmähliche Veränderung vererbbarer Merkmale) haben mutualistische Organismen die Möglichkeit, sich durch Auswahl lokal adaptierter Symbionten an die Umwelt anzupassen. Wir analysieren, wie evolutionäre Prozesse, z.B. Selektion, Koevolution oder Austausch von Symbionten, sowie ökologische Faktoren (Klima) die Genome und die Assoziationsmuster von Mutualisten beeinflussen. Unsere Modelle sind flechtenbildende Pilze und ihre symbiotischen Grünalgen. Prof. Dr. Friedemann Schrenk – Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt UND GOETHE UNIVERSItÄT
Unser Forschungsansatz „Human Paleobiomics“ integriert die Paläoanthropologie mit den Umweltwissenschaften im Sinne einer Systemforschung. Die komplexen Beziehungen von Organismen und Habitaten wie beispielsweise Umweltabhängigkeit von Life History Faktoren, Co-Evolution von Organismen und Habitaten werden interdisziplinär erforscht. Dieser integrativ-systembiologische Ansatz fördert ein umfassendes Verständnis der Hartgewebe-Biologie als eine Hauptrichtung der paläoanthropologischen Forschung, da morphologische Signale und Muster wie die Schichtung im lamellaren Knochen und die Wachstumslinien der Zahnsubstanzen auch in den Fossilien als Resultate physiologischer Prozesse und Aktivität überliefert sind. Die molekulare Biologie zum Wachstum und Knochenumbau unter Berücksichtigung von Biomechanik, Verhaltensökologie, Umwelt- und Klimadaten, sowie von kulturellen Entwicklungen wird als ein Schlüssel zum Verständnis der Evolution des Menschen betrachtet.
DR. KRISTER T. SMITH – SENCKENBERG FORSCHUNGSINSTITUT UND NATURMUSEUM FRANKFURT
Indem er Übergangsformen beherbergt, bietet der Fossilbericht den einzigen direkten Nachweis über den Ablauf der Evolution. Wir erforschen die Evolutionsgeschichte der Reptilien anhand von weit verstreuten Fossil-Lagerstätten in Europa und Nordamerika. Schwerpunkte sind historische Einflüsse auf die Verbreitungsmuster niederer Wirbeltiere, die auf prähistorischen Klimawandel zurückzuführen sind, und die Entstehung von Anpassungen, die durch die ausgezeichnete Erhaltung der Fossilien aus der eozänen Grube Messel belegt werden. Prof. DR. Marco Thines – Senckenberg Biodiversität und Klima-Forschungszentrum (BiK-F)
Biotische Interaktionen prägen die Evolution von Lebewesen sowohl in lang- als auch in kurzskaligen Prozessen. Genomische, phylogenetische und populationsbiologische Untersuchungen können im Zusammenspiel mit molekularbiologischen Untersuchungen und Experimenten Aufschluss darüber geben, wie Organismen im Zusammenspiel mit ihrer belebten Umwelt evolvieren. Wir untersuchen die Prozesse der Adaptation, Einnischung, und Artbildung, sowie übergeordnete evolutionäre Muster in erster Linie an den pilzähnlichen Oomyceten und Pflanzenpathogenen.
Dr. Sonja Wedmann – Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt
Insekten sind eine äußerst diverse Organismengruppe, sowohl hinsichtlich ihrer Artenvielfalt als auch hinsichtlich des Reichtums an verschiedenen Lebensformen. Aktuell ist die Wissenschaft noch weit davon entfernt, die Vielfalt der heutigen Insekten zu beschreiben und zu verstehen, und noch weniger untersucht ist die Vielfalt und Entwicklungsgeschichte der fossilen Insekten. Fossilien können wesentliche Einblicke in die Evolution der Insekten geben, und wir untersuchen dies besonders intensiv für die 47 Millionen Jahre alten Insekten aus der Grube Messel.
Prof. Dr. Georg Zizka – Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt und Goethe Universität
Ausgehend von der systematisch-taxonomischen Bearbeitung untersuchen wir die Phylogenie, Merkmalsevolution, historische Biogeographie und auch Populationsgenetik von verschiedenen Blütenpflanzengruppen, insbesondere Bromeliaceae, Poaceae, Ochnaceae. Neben der Frage nach der Rolle von Schlüsselmerkmalen und Umweltfaktoren für Artbildung und Ausbreitung interessieren uns genetische Analysen als Mittel zur Rekonstruktion von Artbildung und zur Unterstützung von Artabgrenzungen.
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