Von Kevin Kocot |
Polarstern ist gerade dabei Eis zu brechen, um weiter nach Westen vorzudringen. Das Gebiet das wir erreichen wollen ist für einige Biologen an Bord besonders spannend, weil es bis dato hier nur sehr wenige Untersuchungen gab. Das Genetik-Team an Bord untersucht eine Vielzahl von Tieren mit DNA-basierten Methoden. Wir haben Experten für Fische, Schlangensterne, Weichtiere (Mollusken), Korallen und Schwämme dabei und sammeln auch andere Tiere für Kollegen, die nicht mit an Bord sind. Unser Handwerkszeug sind das Agassiz Trawl (siehe Foto 1) und ein Grundschleppnetz. Diese beiden Netze werden achtern von Bord gelassen und dann für ungefähr 10 Minuten über den Meeresboden gezogen, um benthische (= auf dem Meeresgrund lebende) Organismen zu sammeln. Wenn das Netz wieder an die Oberfläche kommt, kann es voll von Tieren sein, die an Deck schnellstmöglich in Eimern mit kaltem Seewasser (vor‑)sortiert werden. Manchmal ist das Netz voller Schlamm, dann wird der Fang durch Siebe gespült, um die Tiere zu finden (Foto 2).
Zurück im Labor wird jedes Exemplar mit einer einzigartigen Identifikationsnummer und einem Messbalken fotografiert (beispielsweise der Seestern von Foto 3). Kleine Gewebeproben werden in Ethanol für genetische Arbeiten konserviert und der Rest des Tieres kommt in Formalin für morphologische/anatomische Untersuchungen. Wenn wir zu unseren Heimatinstituten zurückkehren, werden wir eine Vielzahl an Studien durchführen. Populationsgenetik beispielsweise zielt darauf ab zu verstehen, ob sich Tiere verschiedener Populationen einer Art miteinander fortpflanzen oder ob diese voneinander isoliert und genetisch divers sind.
Einerseits könnten Arten von weit entfernten Orten mit mobilen Larven genetisch gleichartig sein, weil die Larven mit der Strömung schwimmen oder verdriftet werden, bevor sie sich wieder auf dem Boden niederlassen. Andererseits gibt es Organismen, die bereits als Miniaturversion des erwachsenen Tieres aus dem Ei schlüpfen und keine solche Verbreitungsphase haben. Diese könnten viele, genetisch verschiedene Populationen haben, einige vielleicht sogar so unterschiedlich, dass es sich eigentlich um verschiedene Arten handelt. Wir versuchen diese genetische Diversität zwischen Populationen zu verstehen und wie sie geographisch strukturiert ist (Phylogeographie). Das wiederum ist wichtig, um mögliche Auswirkungen des Klimawandels auf die biologische Vielfalt zu verstehen und um gute Management-Entscheidungen treffen zu können.
Einige besonders interessante Tiere werden für „high-throughput“ DNA Sequenzierung benutzt. Damit können alle Gene eines Organismus bestimmt werden. Auch welche Gene in einer bestimmten Entwicklungsphase oder in einem bestimmten Gewebe „angeschaltet“ sind, lässt sich so herausfinden. Zusammengenommen, helfen diese Informationen dabei zu verstehen, wie die Myriaden verschiedener Lebensformen auf der Erde entstanden sind.
Zusätzlich zu diesen genetischen Arbeiten, wird von einigen von uns auch klassische Taxonomie betrieben. Es ist zum Beispiel bis dato noch kein Eichelwurm (Hemichordata) aus der Antarktis beschrieben worden, aber es ist uns gelungen zwei Exemplare von bis jetzt unbekannten Arten zu sammeln (siehe Foto 4). Eichelwürmer sind aus evolutionsbiologischer Sicht hochinteressant, weil sie (entfernt) mit Menschen und anderen Wirbeltieren verwandt sind. Wir haben auch mindestens zwei neue Arten von Weichtieren (Mollusken) entdeckt, inklusive einer merkwürdigen wurm-artigen Art, die im Inneren von Schwämmen lebt. Auf dem Weg nach Westen hoffen wir noch mehr wenig untersuchte Gebiete zu beproben und erwarten weitere spannende Entdeckungen.
Viele Grüße von der Polarstern,
Kevin Kocot, Uni Alabama & Alabama Museum of Natural History
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