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Wir möchten ein Systemverständnis darüber erlangen, wie mikrobielle Gemeinschaften auf veränderte Umweltbedingungen reagieren und sich an diese anpassen.

Forschungsthemen

Mikroorganismen leisten essentielle Beiträge zu Ökosystemprozessen, die Voraussetzung für das Leben auf der Erde sind. Bisher wissen wir aber sehr wenig darüber, wie sie auf Veränderungen durch anthropogene Einflüsse reagieren werden. Böden sind durch viele verschiedene Faktoren des globalen Wandels bedroht. Dazu zählen zunehmende Trockenheit, Versalzung und der steigende Eintrag von Schadstoffen.

Unsere Forschung konzentriert sich auf:
  • die Fähigkeit von Mikroorganismen, sich an einzelne und kombinierte Faktoren des globalen Wandels anzupassen.
  • die Auswirkungen dieser Anpassung auf Bodenfunktionen und die Pflanzengesundheit.
  • die Fähigkeit von Mikroben, die Reaktion von Pflanzen auf Umweltveränderungen zu modulieren.
  • die Anwendung ökologischer Konzepte zur Verbesserung der Anpassungsfähigkeit von (Agrar-)Ökosystemen.

Um den Zusammenhang zwischen den Treibern und der Reaktion aufzudröseln, führen wir Experimente in synthetischen mikrobiellen Ökosystemen, Bodenmikrokosmen und im Feld durch. Dabei nutzen wir stabile Isotopenmarkierung, chemische Bildgebung, Mikroskopie und -omics-Ansätze. In Zusammenarbeit mit dem Department Ökologische Systemanalyse kombinieren wir unsere experimentellen Ansätze mit ökologischen Modellen, um die testbaren Szenarien zu erweitern und ein mechanistisches Verständnis darüber zu gewinnen, wie mikrobielle Ökosysteme in Zukunft funktionieren werden.

Aktuelle Projekte

Verbleib und Effekte von Antibiotika in landwirtschaftlichen Böden

(Start im Herbst 2020)
antibiotics in soils Unter Antibiotika versteht man eine breite Palette strukturell unterschiedlicher Verbindungen, die zur Behandlung bakterieller Infektionen bei Mensch und Tier und zur Verhütung und Kontrolle von Krankheitsereignissen in der Viehzucht eingesetzt werden. Antibiotika werden von Menschen und Tieren jedoch nur teilweise verstoffwechselt und ihr extensiver Einsatz hat zum Eintrag großer Mengen in verschiedene Ökosysteme einschließlich landwirtschaftlicher Böden geführt. In Böden unterliegen sie Transformationsprozessen, beeinflussen aber gleichzeitig auch die Aktivität, die Struktur und das Funktionieren mikrobieller Gemeinschaften.

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Selektion von Antibiotikaresistenzen in Umwelten mit multiplen Stressoren

(seit 01/2020)
antibiotics in soils Um die Verbreitung und Überdauerung von Antibiotikaresistenzen einzudämmem, muss der Zusammenhang von Mensch, Tier und Umwelt stärker berücksichtigt und besser verstanden werden. Bakterien und deren Resistenzgene können zwischen den drei Kompartimenten in jede Richtung verbreitet werden. Da insbesondere die Rolle der Umwelt noch wenig verstanden ist, ist ein Verständnis über die Stabilität von Antibiotikaresistenzen unter umweltrelevanten Bedingungen von entscheidender Bedeutung.

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Funktionelle Stabilität mikrobieller Ökosysteme

(seit 2013)
antibiotics in soils Mikrobielle Ökosysteme unterliegen Umweltschwankungen, die als Stress oder Störungen klassifiziert werden können. Beide können beträchtliche Auswirkungen auf die mikrobiellen Gemeinschaften und die von ihnen erbrachten Ökosystemleistungen haben. Wir versuchen zu verstehen, wie (a)biotische Faktoren (z.B. Stress-/Störungstyp und -eigenschaften, mikrobielle Interaktionen) die funktionelle Resistenz und Erholung mikrobieller Ökosysteme beeinflussen, indem wir verschiedene für den Prozess relevante mikrobielle Merkmale (z.B. Motilität, Wachstum, Stoffwechselaktivität) betrachten.    

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Doktorand*innen

Lina Shakaroun

Techniker*innen

Astrid Rohmer

Hilfswissenschaftler*innen

Denise Kummer