Der Fachbereich Benthische Biogeographie konzentriert sich auf die Lebewesen auf dem oder direkt über dem Meeresboden. Der Schwerpunkt der taxonomischen Forschung liegt auf marinen Isopoden. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Tiefseefauna.
In unseren Aufgabenbereich fällt die Planung und Durchführung, bzw. Begleitung von Expeditionen und die Sortierung des Probenmaterials aus dem Epibenthosschlitten. Wir koordinieren u.a. Proben von DIVA-2 und 3, ANDEEP, SYSTCO, MANGAN und IceAGE1 und 2.
Bei den von uns begleiteten Expeditionen liegt ein Schwerpunkt auf der Fixierung des Epibenthosschlittenmaterials für genetische Analysen in 96% Ethanol und einer durchgehenden Kühlkette. Peracaride Krebse wie Isopoden, Amphipoden und Tanaidaceen aus Epibenthosschlittenproben der Expeditionen DIVA-2 und 3, ANDEEP-SYSTCO, MANGAN und IceAGE werden im Rahmen unseres Barcoding Projektes bearbeitet.
IceAGE (Icelandic marine Animals: Genetics and Ecology) ist ein internationales Projekt, dass sich mit der Biodiversität des Benthos rund um Island und der angrenzenden Meeresgebiete befasst. Die Expedition IceAGE2 (Pos456) ergänzt den während IceAGE1 (M 85/3) erhobenen Datensatz. Besonderer Fokus liegt dabei auf dem hydrographisch hochvariablen Gebiet des Island-Faroer-Rückens in der klimatisch sensitiven Region um Island. Es sollen die Fragen nach (a) den Faktoren, die die benthische Fauna strukturieren und (b) der genetischer Variabilität und deren Ursachen beantwortet werden. Das IceAGE-Projekt kombiniert den Ansatz moderner Taxonomie mit ökologischen Fragestellungen mit Schwerpunkt auf Phylogeographie (Populationsgenetik und DNA Barcoding) und ökologischer Modellierung.
In unseren Aufgabenbereich fällt die Planung und Durchführung, bzw. Begleitung von Expeditionen und die Sortierung des Probenmaterials aus dem Epibenthosschlitten. Wir koordinieren u.a. Proben von DIVA-2 und 3, ANDEEP, SYSTCO, MANGAN und IceAGE1 und 2.
Bei den von uns begleiteten Expeditionen liegt ein Schwerpunkt auf der Fixierung des Epibenthosschlittenmaterials für genetische Analysen in 96% Ethanol und einer durchgehenden Kühlkette. Peracaride Krebse wie Isopoden, Amphipoden und Tanaidaceen aus Epibenthosschlittenproben der Expeditionen DIVA-2 und 3, ANDEEP-SYSTCO, MANGAN und IceAGE werden im Rahmen unseres Barcoding Projektes bearbeitet.
IceAGE (Icelandic marine Animals: Genetics and Ecology) ist ein internationales Projekt, dass sich mit der Biodiversität des Benthos rund um Island und der angrenzenden Meeresgebiete befasst. Die Expedition IceAGE2 (Pos456) ergänzt den während IceAGE1 (M 85/3) erhobenen Datensatz. Besonderer Fokus liegt dabei auf dem hydrographisch hochvariablen Gebiet des Island-Faroer-Rückens in der klimatisch sensitiven Region um Island. Es sollen die Fragen nach (a) den Faktoren, die die benthische Fauna strukturieren und (b) der genetischer Variabilität und deren Ursachen beantwortet werden. Das IceAGE-Projekt kombiniert den Ansatz moderner Taxonomie mit ökologischen Fragestellungen mit Schwerpunkt auf Phylogeographie (Populationsgenetik und DNA Barcoding) und ökologischer Modellierung. Einen Artikel zu diesem Thema aus der Senckenberg-Zeitschrift Natur • Forschung • Museum finden Sie hier.
Asellote Isopoden sind ausgesprochen divers und sind das dominierende Isopodentaxon in den Tiefseeebenen (Meeresbereiche tiefer als 3000 m). Allein im Südpolarmeer sind über 80% der gefundenen Arten neu. Ähnliche Ergebnisse liefern die im Südatlantik genommenen Proben.
Momentan werden am DZMB, Standort Hamburg, neue Arten aus dem Südatlantik und dem Südpolarmeer beschrieben, die zu den Familien Desmosomatidae Sars, 1897 und Macrostylidae Hansen,1916 gehören.
Die Diversität der Desmosomatidae (Isopoda, Crustacea) aus dem Kap-, Angola- und Guinea-Becken soll auf der Grundlage der DIVA-2 Proben ermittelt werden (DIVA: DIVersity of the abyssal Atlantic benthos). Damit wird es erstmals möglich, eine vergleichbare detaillierte Analyse des abyssalen Benthos verschiedener Tiefseebecken entlang eines latitudinalen Gradienten durchzuführen.
Bei der Auswertung von DIVA-2 geht es u.a. um die Frage, über welche geographischen Entfernungen „species turnover“ (Ablösung von Arten) stattfinden kann. Die systematischen Arbeiten dienen als Grundlage für weiterführende genetische Untersuchungen, wobei nach Möglichkeit die intra-spezifische Differenzierung räumlich getrennter Populationen analysiert werden soll.
CeDAMar untersucht die Vielfalt der abyssalen Fauna, eine anspruchsvolle Aufgabe aus verschiedenen Gründen. Der offensichtlichste ist die sehr große Zahl unbekannter Arten gepaart mit allgemein geringer Anzahl von Organismen. Das ist typisch für die Tiefsee, und es macht einerseits das Arbeiten mit Tiefseefauna so spannend, andererseits auch sehr zeitraubend, und globale Vergleiche der Biodiversität sind schwierig.
Innovative Methoden
Die Anwendung von genetischen statt morphologischen Methoden ist ein innovativer Weg zur Überwindung dieses Engpasses. In den letzten Jahren ist das sog. Barcoding als Bestimmungsmethode getestet worden. Allerdings ist für die Tiefsee das Erhalten von intakter DNA ein großes Problem. CeDAMar-Spezialisten haben inzwischen sowohl die Geräte als auch die Methoden zum Sammeln optimiert. In unserem Projekt versuchen wir zum ersten Mal, Tiefsee-Isopoden mit hilfe des mitochondrialen Gens COI zu codieren. Die Verwendung von COI als Bestimmungsmerkmal hat sich vor kurzem als erfolgreich bei Crustaceen erwiesen. Außerdem wollen wir andere mitochondriale Gene auf ihre Verwendbarkeit zur Artbestimmung testen.
Ziele und Anwendungsbereiche
Die Hauptziele sind die Verbindung von morphologischen Beschreibungen mit Barcodes und standardmäßig DNA zusammen mit Belegexemplaren aufzubewahren. Barcoding und andere Arten der molekularen Systematik müssen zusammen mit traditionellen taxonomischen Methoden verwendet werden. Wir möchten CeDAMar-Angebote, wie z.B. die Austausche, dazu nutzen, das Interesse an der Auswertung von Barcode-Daten anregen, die die Taxonomen aus CeDAMar-Material erstellt haben. Wir möchten auch effektive Analysemethoden entwickeln und verbreiten und Werkzeuge vorstellen, die beim Codieren von Tiefsee-Isopoden angewendet worden sind.
In naher Zukunft planen wir auch, die DNA von Copepoden in unserem neuen DNA-Labor am DZMB in Wilhelmshaven zu extrahieren.
Von 1991 bis 2004 fand im Rahmen des BIOICE Projektes (Benthic Invertebrates Of ICElandic waters) rund um Island an über 1500 Stationen innerhalb der isländischen Ausschließlichen Wirtschaftszone eine Beprobung der benthischen Fauna statt.
Bei insgesamt 19 Ausfahrten mit den Forschungsschiffen Bjarni Sæmundsson, Håkon Mosby und Magnus Heinason wurden unter Einsatz verschiedener Geräte 3670 Proben in Tiefen zwischen 30-3000 m gewonnen. Ziel war die Inventarisierung der benthischen Fauna rund um Island vom Flachwasser bis in die Tiefsee.
Die umfangreichen Proben bieten die Basis für ausgedehnte Studien zu Taxonomie, Systematik und Phylogenie von marinen Invertebraten Das BIOICE-Projekt soll in einem Folgeprojekt weitergeführt und hinsichtlich neuer Schwerpunkte ausgeweitet bzw. vertieft werden. Die Forschungsgruppe des Standortes Hamburg plant eine Fortführung des BIOICE Projektes mit deutschem Beitrag. Beantragt ist eine Ausfahrt mit der FS Maria S. Merian in 2010.
