Sektion

Meeresbotanik

Die Forschung ist taxonomisch-systematisch ausgerichtet. Ziel ist es zum einen die Charakterevolution in ausgesuchten phylogenetischen Linien zu verstehen und durch Einbeziehung molekular-phylogenetischer Daten eine natürliche Systematik zu erarbeiten. Zum anderen ist die Dokumentation der Biodiversität – im Sinne von Artenvielfalt – einzelner Regionen von Interesse (z.B. Deutsche Bucht, Madeira, Elba). Es wird mit dem morphologiebasierten Artkonzept gearbeitet.

Forschung

Die Taxonomie und Ökologie von marinen, interstitiellen (Sandlücken) Flagellaten des Nordfriesischen Wattenmeeres war mein Dissertationsthema an der Wattenmeerstation Sylt, AWI. Dieses Projekt stelle die erste Aufnahme der interstitiellen Flagellatenarten des deutschen Wattenmeeres dar und die Biodiversität war unerwartet hoch.

Insgesamt habe ich 141 Flagellaten-Taxa unterschieden, von denen ich 105 in meiner Dissertation präsentiert habe. 64 Dinoflagellaten-Arten aus 18 Gattungen wurden beobachtet. 31 Arten wurden identifiziert, 10 Arten wurden neu beschrieben und 23 als spp. klassifiziert. Zusätzlich wurden 52 Euglenophyceen-Arten aus 13 Gattungen beobachtet, von denen wahrscheinlich 11 Taxa zu der Zeit unbeschrieben waren. Desweiteren wurden 17 Flagellaten-Taxa nur bis auf Gattungsniveau bestimmt, sie gehörten zu den Bodoniden, Cryptophyceen, Raphidophyceen und den Protista incertae sedis.

Die interstitiellen Dinoflagellaten und Eugleniden sind vor allem Konsumenten. 70 % der Dinoflagellaten- und über 90 % der Eugleniden-Arten waren heterotroph. Für die Dinoflagellaten-Arten wurden auch zeitliche und räumliche Verteilungsmuster untersucht. Maximal wurden 1,5 x 107 Zellen pro m2 gezählt (bei einer untersuchten Sedimenttiefe von 5 cm). Im Durchschnitt wurden 5 bis 9 x 106 Zellen pro m2 gefunden.

In den Jahren nach meiner Doktorarbeit bis heute habe ich die Untersuchung der Biodiversität und Biogeographie mariner Sandlücken-Dinoflagellaten von überall in der Welt fortgesetzt. Zur Zeit sind ungefähr 160 Arten aus 35 Gattungen beschrieben. Ein Teil dieser Biodiversität ist in der Datenbank micro*scope sichtbar (marine benthic dinoflagellates worldwide, marine benthic dinoflagellates from BC Canada, marine benthic dinoflagellates from NW Australia). Ich bin Autor oder Coautor einiger neubeschriebener mariner benthischer Dinoflagellaten-Taxa. Zusätzlich habe ich gemeinsam mit meinen kanadischen Kollegen, Juan Saldarriaga und Brian Leander, von der University of British Columbia, molekular-phylogenetische Untersuchungen einiger interstitieller Dinoflagellaten begonnen.

Kleine Senckenberg-Reihe

Vor allem bin ich an der molekularen Phylogenie und der Charakterevolution innerhalb der Dinophysales interessiert. Die Hypothese ist, daß die benthische heterotrophe Gattung Sinophysis basal in der dinophysoiden Linie abzweigt. Der Erwerb von Chloroplasten / Kleptochloroplasten / Symbionten erfolgte später in den Dinophysis-Arten.

Sinophysis, Oxyphysis und verwandte Arten sollen aus natürlichen Sedimenten und Planktonproben isoliert werden und SSU- und LSU-rDNA-Sequenzen sollen analysiert werden. Die wirkliche Position der Dinophysales in molekular-phylogenetischen Bäumen steht zur Diskussion – sowie die Topology innerhalb dieser Linie. Die phototrophen Dinophysis-Arten besitzen einen besonderen Phycobilin enthaltenden Dinoflagellaten-Chloroplasten und ein einzigartiges Organell, das Rhabdosom.

Es ist bekannt, daß phototrophe Dinophysis-Arten mixotroph sind und Kleptochloroplastidie wird diskutiert. Die heterotrophe Art Dinophysis/Phalacroma rotundata ist im basalen Bereich des Dinophysis-Kladus plaziert. Alle bekannten Sinophysis-Arten und Oxyphysis sind heterotroph. Die Gattungsunterscheidungen zwischen Dinophysis und Phalacroma und möglichen weiteren morphologisch sehr ähnlichen Taxa soll, vor allem morphologisch, detailliert untersucht werden. Dazu werden Proben aus möglichst vielen Meeresgebieten ausgewertet.

Wir werden in der Zukunft versuchen Sequenzen eng verwandter Taxa wie Amphisolenia, Histioneis und Ornithocercus zu sequenzieren. Danach soll die morphologische Diversität in den phylogenetischen Zusammenhang gestellt werden, der durch die molekularen Sequenzdaten erhalten wurde. Diese Untersuchungen habe ich an der University of British Columbia im Leander Labor angefangen.

Publikationen

Charakterevolution und Phylogenie der Dinophysales, 2013

HOPPENRATH, M., CHOMÉRAT, N. & LEANDER, B.S. (2013): Molecular phylogeny of Sinophysis: Evaluating the possible early evolutionary history of dinophysoid dinoflagellates. In: Lewis, J.M., Marret, F. & Bradley, L. (eds.) Biological and Geological Perspectives of Dinoflagellates. The Micropalaeontological Society, Special publications. Geological Society, London: 207-214.