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Artbildung und Populationsdynamik in der mesopelagischen Zone

Eva Paulus – Hector Fellow Axel Meyer

Mesopelagische Fische sind ein wichtiger Bestandteil des tiefen pelagischen Ökosystems in den Weltmeeren. Während meiner Doktorarbeit werde ich eine besonders häufig vorkommende und wenig erforschte Fischordnung, die Stomiiformes, sammeln und untersuchen. Ich werde versuchen herauszufinden, ob und wie ihre Populationen in ihrem Lebensraum im offenen Meer genetisch miteinander verbunden sind. Außerdem werde ich Barrieren identifizieren, die für die Artbildung wichtig sind, und fragen, ob Genfluss über große Entfernungen stattfinden kann.

Die Tiefsee ist das am wenigsten erforschte Ökosystem der Erde, und bei jeder Forschungsexpedition werden immer noch neue Arten entdeckt. Die mesopelagische Zone (200-1000 m) befindet sich unterhalb der sonnenbeschienenen epipelagischen Zone, einer Übergangsschicht, unter der das Bathypelagikum liegt. Die mesopelagische Zone verbindet die Oberflächengewässer mit der Tiefsee, nicht nur als Teil des Nahrungsnetzes, sondern auch in Bezug auf die Kohlenstoffspeicherung. Die Ordnung der stomiformen Fische lebt in allen Ozeanen - sie umfasst Drachenfische, Lichtfische, Beilbauchfische und Borstenmäuler - und ist besonders artenreich. Über die Populationsstruktur dieser Fische, d. h. darüber, wie gut ihre Populationen miteinander verbunden sind und wie es dadurch zur Artbildung kommen kann, ist nur wenig bekannt, da traditionelle Modelle der Artbildung Barrieren für Genfluss voraussetzen, damit sich die für die Artbildung erforderlichen genetischen Unterschiede ansammeln können. Eier und Larven werden durch Meeresströmungen weit verbreitet, was die Ausbreitung, die Migration und den Genfluss begünstigt und Populationen über die Ozeane hinweg genetisch miteinander verbinden könnte. In meinem Projekt werde ich diese Fische mit Hilfe moderner Genomtechniken wie whole-genome- und RAD-Sequenzierung untersuchen, um ihre evolutionären Beziehungen besser zu verstehen und herauszufinden, wie sich die Populationsstruktur zwischen Arten mit sehr unterschiedlichen Lebensgeschichten unterscheidet, z. B. ob sie vertikal wandern oder nicht. Während meines ersten Jahres werde ich mesopelagische Fische auf einer Forschungsreise im Atlantik sammeln.