Hauptforschende: Dominik Begerow und Kathrin Otte 

Doktorandin: Maximiliana Dürig 

Dieses Projekt untersucht, wie sich die Populationsgenetik ausgewählter Heidekrautgewächse (Ericaceae) und ihrer hochspezifischen parasitischen Pilze der Gattung Exobasidium in Nordeuropa über die letzten 200 Jahre verändert hat. Moor- und Torfgebiete, die als zentrale Kohlenstoffspeicher eine wichtige Rolle für das Klima spielen, wurden durch Landumwandlungen in Europa stark zerstört. Dadurch gingen auch typische Pflanzenarten wie Ledum palustre, Andromeda polifolia und Vaccinium-Arten sowie ihre Parasiten zurück. Viele dieser Arten gelten heute in Deutschland als gefährdet. 

Das Projekt nutzt historische Herbarbelege aus zwei Jahrhunderten sowie aktuelle Proben aus Nord- und Süddeutschland, um die evolutionäre Entwicklung dreier Wirt-Parasit-Paare zu analysieren. Zwei dieser Paare leben ausschließlich in Mooren (Andromeda polifolia infiziert von Exobasidium karstenii und Vaccinium oxycoccus infiziert von E. rostrupii), während eines auch in Wäldern vorkommt (Vaccinium myrtillus infiziert von E. arescens), was unterschiedliche ökologische Nischen widerspiegelt. Mit modernen genomischen Methoden wie hyRAD-Sequenzierung und Nanopore-Technologie wird die genetische Vielfalt, Populationsgrößen und Austauschprozesse im Zeitverlauf untersucht.

Die zentralen Forschungsfragen betreffen den Einfluss enger ökologischer Nischen auf genetische Verarmung, das Aussterberisiko von Wirten und Parasiten durch schrumpfende Populationsgrößen sowie zufällige genetische Veränderungen durch Flaschenhalseffekte. Fünf Arbeitspakete umfassen Sammlung und Sequenzierung des Materials, phylogenetische und populationsgenetische Analysen sowie Modellierungen der zukünftigen Anpassungsfähigkeit. 

Langfristig soll das Projekt aufzeigen, wie widerstandsfähig Moorpflanzen und ihre spezialisierten Parasiten gegenüber Umweltveränderungen sind. In Zusammenarbeit mit dem HCDS (Biemann Gruppe) für künstliche Intelligenz werden zudem neue Methoden entwickelt, um zukünftige evolutionäre Szenarien vorherzusagen und damit einen Beitrag zum Verständnis ökologischer Dynamiken und Biodiversität in bedrohten Lebensräumen zu leisten.

Foto: Maximiliana Dürig