Spatial resolution of aquatic fungal communities driven by the interplay of environmental factors and ecological processes

Abstract

Aquatische Pilze sind eine weit verbreitete Organismengruppe und sie nehmen Schlüsselrollen in wichtigen ökologischen Prozessen wie zum Beispiel dem Nährstoffkreislauf ein. Aufgrund ihrer evolutiven Entwicklung im aquatischen Bereich sowie sekundäre Besiedlungsschritte mariner Systeme verfügen sie über diverse ökologisch interessante Eigenschaften. Allerdings ist nur wenig über das Zusammenspiel von Diversität und Struktur aquatischer Pilzgemeinschaften und den beeinflussenden Faktoren bekannt. Vor allem ist die räumliche Auflösung aquatischer Pilzgemeinschaften kaum erforscht. Als Konsequenz wurden bisher Pilze kaum beachtet, wodurch die Entwicklung eines holistischen Bildes aquatischer ökologischer Prozesse gehemmt ist. Ziel meiner Dissertation war es daher, zu verstehen, wie aquatische Pilzgemeinschaften in (i) Flüssen und angrenzender Küstenzone und (ii) benthischen Systemen durch die Interaktion ökologischer Prozesse oder einzelner bis mehrerer Umweltfaktoren räumlich aufgelöst werden. In meiner Doktorarbeit habe ich die mykopelagischen und mykobenthischen Gesellschaftsstrukturen mit tag-Sequenzierung aufgelöst (18S rDNA Gensequenz oder Internal Transcribed Spacer 2 (ITS2)). Dadurch konnte ich in meinem ersten Projekt zeigen, dass die Assemblierungs-Prozesse mykopelagischer Flussgemeinschaften sich bereits über kürzeste Entfernungen drastisch unterscheiden und es zu einem Zusammenspiel von Umweltfaktoren sowie ökologischen Prozessen von Selektion und Verteilung kommt. In meinem zweiten Projekt habe ich neben der tag-Sequenzierung eine umfassende Literatur- und Datenbankrecherche zwecks einer globaler biogeographischer Auflösung mariner benthischer Pilze durchgeführt. Die erlaubte mir, erstmals ein konzeptionelles Bild von Verbreitungsmustern benthischer Pilze zu entwerfen. Überraschenderweise war die 100 km-Marke eine Distanz, ab der die pilzliche Verbreitung stark limitiert war. Durch eine Merkmals-Analyse konnte ich weiterhin zeigen, dass die pilzliche Verbreitung durch individuelle Merkmale wie Morphologie oder trophischer Modus signifikant beeinflusst wird. In meinem dritten Projekt habe ich erstmals den Einfluss von Anoxie auf mykobenthischen Gemeinschaften aus Küstenregionen in Inkubationsexperimenten durchgeführt. Die erhobenen Daten habe ich zusätzlich mit Meta-Gesellschaftsdaten aus publizierten Datensätzen unterfüttert. Somit konnte ich die Anpassungsfähigkeit und diverse Strategien des Mykobenthos mit anoxischen Bedingungen umzugehen, untersuchen und einzelne Keyplayer für die unterschiedlichen oxischen Bedingungen im Allgemeinen detektieren. Insgesamt unterstreicht diese Arbeit, wie wichtig das Verständnis des Zusammenwirkens räumlicher Verteilungsmuster, ökologischer Prozesse sowie diverser Umweltfaktoren ist, um die Assemblierung einzelner Pilzgemeinschaften vorherzusagen und zu modellieren. Nur dies erlaubt, verläßliche Voraussagen von sich änderenden Stoffflüssen zu machen unter der Einbeziehung aller relevanter Organismengruppen. Meine Arbeit ist ein wichtiger Bestandteil davon, denn sie eröffnen neue Sichtweisen auf pilzliche Assemblierungsprozesse, auf denen weiterführende Forschungsarbeiten aufbauen können.