Meeresalgen sind keine Pflanzen

Wie Landpflanzen fangen Meeresalgen Sonnenenergie ein und speichern sie. Sie sind eine wichtige Nahrungsquelle in marinen Ökosystemen. Obwohl sie den gleichen Namen tragen, können Meeresalgen sehr unterschiedlich sein und werden in braune, rote oder grüne Meeresalgen eingeteilt. Jede Seealgengruppe hat sich zu komplexen Lebensformen entwickelt, die aus verschiedenen spezialisierten Zellen bestehen und von wenigen Zentimetern bis über 50 Meter groß werden können. Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Biologie in Tübingen erforschen, wie diese bemerkenswerten Organismen so komplex geworden sind.
 

Forscher am Max-Planck-Institut für Biologie Tübingen untersuchen die komplexen Fortpflanzungssysteme von Braun- und Rotalgen, um zu verstehen, wie sie ihr Überleben sichern.

 

Braunalgen als Modellsystem

Braunalgen haben sich über eine Milliarde Jahre unabhängig von Tieren und Landpflanzen entwickelt, was sich in unterschiedlichen Merkmalen ihrer Zellbiologie, ihres Stoffwechsels und ihrer Fortpflanzungssysteme zeigt. Ihre Komplexität und evolutionäre Distanz zu anderen Modellorganismen machen sie wertvoll für die Untersuchung grundlegender biologischer Prozesse, wie der Evolution der Vielzelligkeit und der sexuellen Fortpflanzung.

Worum geht es bei der Forschung am Max-Planck-Institut für Biologie Tübingen?

Der Schwerpunkt liegt auf dem Verständnis der komplizierten Entwicklungswege, die eine einzelne Zelle in einen komplexen mehrzelligen Organismus verwandeln, und der Evolution von Sex und geschlechtsbezogenen Phänomenen in Braunalgen.

Dies beinhaltet:

• Maternale-zu-zygotische Übergänge (MZT): Verständnis der Rolle der elterlichen Genome in der frühen Entwicklung von Algen.

• Zellschicksal und Bildung von Körpermustern: Untersuchung der genetischen „Blaupausen“, die die frühe Entwicklung bestimmen, und ihrer nachgeschalteten Auswirkungen.

• Evolution von geschlechtsbezogenen Phänomenen: Untersuchung der Evolution von Systemen zur Geschlechtsbestimmung und ihrer genomischen Auswirkungen.

• Regulierung der sexuellen Entwicklung: Kartierung der Genaktivität und der Chromosomenstruktur zum Verständnis der Geschlechtsbestimmung, der Entwicklung und der Auswirkungen dieser Faktoren auf die Genomfunktion und die Evolution.

• Plastizität der Fortpflanzung: Erforschung der genetischen Pfade und genomischen Auswirkungen der ungeschlechtlichen Fortpflanzung.

• Reproduktive Isolation: Untersuchung von Geschlechtschromosomen und Identifizierung von genetischen und genomischen Faktoren, die verhindern, dass verschiedene Arten lebensfähige Nachkommen produzieren.

Was sind die Forschungsmethoden?

• Experimentelle Biologie und Algenzellkultur

• Genetik, Transkriptomik, Zellbiologie und biochemische Ansätze zur Ermittlung und Charakterisierung der genetischen Faktoren, die die Entwicklung steuern.

• Vergleichende Analyse über eukaryotische Supergruppen hinweg zur Erforschung der Evolution und Erhaltung von mehrzelligen Entwicklungsmechanismen.

• Phylogenetisch vergleichende Methoden und Datenbanken zur Untersuchung der Evolutionsmuster zwischen sexuellen, morphologischen und genomischen Merkmalen, um ökologische Faktoren mit reproduktiven Übergängen zu verknüpfen.

• Groß angelegte genomische Analysen zur Bewertung der Folgen von Verschiebungen zwischen sexuellen Systemen auf die Genomstruktur und die Diversifizierung der Arten.