Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Entwicklung von Antibiotikaresistenzen bei kommerziell relevanten Fischarten
Dr. Hassan Humeida, Dr. Jutta Wiese, GEOMAR
Die Ozeane tragen weltweit 20% des tierischen Proteins zur menschlichen Ernährung bei und sind sogar an der Deckung von 50% des Proteinbedarfs in armen Ländern beteiligt. Der Klimawandel hat nicht nur Auswirkungen auf die Meeresorganismen, sondern auch auf die Mikrobiome, die auf oder in ihnen leben. Gleichzeitig steigt die Nachfrage nach Nahrungsmitteln aus dem Meer weltweit mit dem jährlichen Wachstum der Weltbevölkerung. Die marinen Nahrungsquellen sind nicht unendlich, und ihre biologische Vielfalt ist durch verschiedene Faktoren bedroht, darunter die Verschmutzung durch den Menschen und die Überfischung. In der folgenden Masterarbeit, die im Rahmen des WASCAL-Programms durchgeführt wurde, wird nach antibiotikaresistenten Bakterien in kommerziell relevanten Fischarten der Kapverdischen Inseln gesucht. Die Auswirkungen der Stressfaktoren auf den Gesundheitszustand der Fische werden durch die Messung anatomischer, physiologischer und ernährungsphysiologischer Parameter wie Größe, Gewicht, Unversehrtheit der Organe usw. ermittelt. Diese Masterarbeit wird am GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung in Kiel durchgeführt.
Das Schwammresistom entlang der Schwentine
Dr. David K. Ngugi, GEOMAR
Die Schwentine ist für die Trinkwasserversorgung Kiels von entscheidender Bedeutung. Trotz ihres natürlichen Rufs ist die Geschichte des Flusses eng mit der industriellen Entwicklung Kiels verbunden, einschließlich Werften, Wasserkraftwerken und Abwassersystemen. Seine tierischen Bewohner und die mit ihnen verbundenen Mikroben spiegeln diesen menschlichen Einfluss wider und sind als Reservoire für antimikrobielle Resistenzen (AMR) von Bedeutung.
Wir werden die antimikrobielle Resistenz in der Schwentine mit Hilfe von Metagenomik und Metatranskriptomik untersuchen. Süßwasserschwämme sind ein Modellreservoir für AMR: Sie filtern 95% der Mikroben im Wasser, darunter auch antibiotikaresistente Gene. Ziel des Projekts ist es, herauszufinden, ob Süßwasserschwämme ARGs speichern, die auf andere Mikroben übertragen werden und über die Nahrungskette ins Trinkwasser gelangen können. Die MSc-Arbeit wird am GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung in Kiel durchgeführt. Kontaktieren Sie David Ngugi (dngugi@geomar.de) für weitere Informationen.
3D reconstruction of a Poribacterium inside the marine sponge by FISH-CLEM
Aufklärung der genomischen Grundlagen der weit verbreiteten Interaktionen zwischen Poribakterien und Schwämmen
Dr. David K. Ngugi, GEOMAR
Schwämme gehören zu den ältesten Tiergattungen und existieren seit über 600 Millionen Jahren. Sie gedeihen in verschiedenen aquatischen Umgebungen, wo sie sich den Raum mit dichten mikrobiellen Gemeinschaften teilen. Die mikrobielle Biomasse im Schwammgewebe übersteigt häufig mehrere Milliarden mikrobielle Zellen pro Gramm tierischen Gewebes und übertrifft damit deutlich die mikrobielle Belastung des umgebenden Meerwassers. Moderne Sequenzierungstechnologien zeigen, dass die Mikroben im Schwammgewebe sehr vielfältig sind und sich von denen im Wasser unterscheiden. Einige sind schwammspezifisch, wie die Poribakterien. Dies ist ein seltenes Beispiel für einen kosmopolitischen Symbionten in einem Schwamm; die meisten mikrobiellen Symbionten in Schwämmen sind eher wirtsspezifisch. Eine globale Bewertung der genomischen Grundlage der Interaktion zwischen Poribakterien und Schwämmen steht noch aus. Das Projekt zielt darauf ab, die genetische Vielfalt von „Poribakterien“ in einem globalen Schwamm-Mikrobiomprojekt zu untersuchen. Die MSc-Arbeit wird am GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung in Kiel durchgeführt. Kontaktieren Sie David Ngugi (dngugi@geomar.de) für weitere Informationen.
Halichondria panicea (greenish color on the left, yellow color on the right, photos A. Hethke)
Lichtabhängige Veränderungen des Mikroalgengehalts im Mikrobiom des Ostseeschwamms Halichondria panicea und deren Auswirkungen auf das Überleben des Schwamms während Hitzewellen (Arbeitstitel)
Dr. Kristina Bayer, GEOMAR
Dieses Projekt geht der langjährigen Beobachtung nach, dass der Ostseeschwamm H. panicea in zwei Farbmorphen vorkommt, von gelb bis grün. Grüne Schwämme sind typischerweise in lichtexponierten Bereichen zu finden, während gelbe Farbmorphen unter Felsen und in Felsspalten zu finden sind. Erste unveröffentlichte mikroskopische Beobachtungen ergaben, dass in grünen Schwämmen deutlich mehr Kieselalgen und Mikroalgen vorkommen als in gelben Schwämmen. Zunächst konnten wir die Fluoreszenz-aktivierte Zellsortierung (FACS) einsetzen, um die Häufigkeit von Photosymbionten in grünem und gelbem Schwammgewebe während verschiedener Jahreszeiten zu quantifizieren. Darüber hinaus werden wir zusätzliche Analysen auf der Grundlage von 16S rRNA- und 18S rRNA-Genamplikonsequenzen an gelben und grünen Schwammindividuen durchführen, die in verschiedenen Monaten des Jahres gesammelt wurden, wobei die Probenahmen während der Sommerhochsaison verstärkt werden. Dadurch wird die Vielfalt der prokaryotischen und eukaryotischen Mikroorganismen, die den Schwamm gemeinsam bewohnen, sichtbar gemacht. Außerdem soll festgestellt werden, ob jahreszeitliche Veränderungen bei den photosynthetischen Mikroorganismen mit potenziell schädlichen Auswirkungen auf das Kernmikrobiom und damit auf den Schwammholobionten korrelieren. Diese Bemühungen werden neue Erkenntnisse darüber liefern, ob Veränderungen des Mikroalgengehalts während der warmen Jahreszeit Auswirkungen auf die Gesundheit und/oder Krankheiten des Schwamms haben könnten, insbesondere während Hitzewellen, die beobachtet wurden.
Diese Masterarbeit ist Teil eines gemeinsamen DAAD-Projekts mit Partnern aus Portugal, das auch die Möglichkeit zum Austausch bieten könnte.
Interessierte Kandidat:Innen wenden sich bitte an Kristina Bayer (kbayer@geomar.de) oder Ute Hentschel (uhentschel@geomar.de) für weitere Informationen. Die Arbeit sollte spätestens im März 2025 beginnen.
