Forschung

• Phänotypische Plastizität
• Campus als Lebensraum: Terrestrische Biodiversität im urbanen Kontext

Phänotypische Plastizität

Wir untersuchen, wie Organismen in Süßwasserökosystemen ihre Lebensumgebung wahrnehmen und darauf reagieren, wobei der Schwerpunkt auf Raubtier-Beute-Interaktionen und durch Raubtiere induzierter phänotypischer Plastizität liegt. Anhand von planktonischen Krebstieren wie Daphnien oder anderen Makroinvertebraten als Modellorganismen verknüpft meine Gruppe chemische Raubtier-Signale, Sinnesrezeptoren, neuronale und entwicklungsbiologische Signalwege sowie die daraus resultierenden Verteidigungsphänotypen, um zu verstehen, wie biotische Interaktionen die individuelle Fitness, die Populationsdynamik und die Gemeinschaftsstruktur beeinflussen. Phänotypische Plastizität ermöglicht es Organismen, ihre Morphologie, ihr Verhalten und ihren Lebenszyklus auf ökologischen Zeitskalen anzupassen, was sie potenziell gegen schnelle, vom Menschen verursachte Umweltveränderungen abschirmt. Gleichzeitig untersuchen wir, wann Stressoren des globalen Wandels wie Erwärmung, Eutrophierung, Verschmutzung oder biologische Invasionen beginnen, plastische Reaktionen einzuschränken oder fehlzulenken, beispielsweise durch erhöhte energetische Kosten oder die Beeinträchtigung der Zuverlässigkeit von Umweltsignalen. Durch die Integration molekularer Mechanismen mit ökologischen und evolutionären Perspektiven zielt unsere Forschung darauf ab, zu ermitteln, wann Plastizität die Resilienz im Anthropozän fördert und wann sie möglicherweise nicht mehr ausreicht, um mit dem globalen Wandel Schritt zu halten.

Für unsere Forschung kombinieren wir hochauflösende Bildgebung (Licht- und Fluoreszenzmikroskopie, teilweise auch fortgeschrittene Verfahren wie ultrastrukturelle Analysen) mit geometrischer Morphometrie, um selbst subtile Veränderungen der Körperform und der Panzerarchitektur zu erfassen. Um die zugrunde liegenden Mechanismen aufzudecken, wenden wir molekulare Werkzeuge wie RNA-Sequenzierung und Zeitreihen sowie RNA-Interferenz an, um chemosensorische Rezeptoren (z. B. IR25a, IR93a), Signalwege und Prozesse auf Zellebene wie differentielles Wachstum oder Kutikula-Modifikation mit den beobachteten plastischen Phänotypen zu verknüpfen. Diese Daten werden mit modernen statistischen und modellierenden Ansätzen (z. B. GLMs/GLMMs, Reaktionsnormanalyse) analysiert, um die Plastizität, ihre Kosten und ihre Kontextabhängigkeit unter einzelnen und mehreren Stressoren zu quantifizieren. Durch diese Kombination von chemischer Ökologie, Entwicklungs- und Sinnesbiologie sowie quantitativer Ökologie können wir Umweltinformationen mit den Reaktionen der Organismen und letztlich mit den Folgen für die Dynamik des Süßwasser-Nahrungsnetzes im Zeitalter des globalen Wandels verknüpfen.

Campus als Lebensraum: Terrestrische Biodiversität im urbanen Kontext

Die Förderung von Biodiversität auf Universitätscampus gewinnt zunehmend an Bedeutung – nicht nur als Beitrag zum Naturschutz, sondern auch als Teil nachhaltiger Flächenentwicklung und Lehre. Der Campus der Ruhr-Universität Bochum bietet hierfür ein ideales Reallabor, um Maßnahmen zur Förderung biologischer Vielfalt wissenschaftlich zu untersuchen und weiterzuentwickeln.

Auf dem Campus der Ruhr-Universität Bochum haben wir zunächst bestehende Standorte systematisch über Fotos dokumentiert und über zwei Jahre hinweg die Invertebraten-Diversität erfasst. Diese Standorte wurden mit Hilfe einer 360° Kamera systematisch dokumentiert und können hier eingesehen werden (THINGLINK). Im zweiten Jahr wurde ein zuvor nicht mit heimischen Arten bepflanzter Standort gezielt aufgewertet und anschließend über die gesamte Vegetationsperiode hinweg (Video) – ebenso wie alle anderen Flächen – in regelmäßigen Abständen hinsichtlich seiner Biodiversität untersucht und analysiert. Wir werten die terrestrische Biodiversität gerade aus und werden die Ergebnisse schnellst