{"id":15081,"date":"2017-03-21T11:57:05","date_gmt":"2017-03-21T10:57:05","guid":{"rendered":"http:\/\/www.h-its.org\/?p=15081"},"modified":"2019-03-22T10:39:14","modified_gmt":"2019-03-22T09:39:14","slug":"neue-arten-mikroparasiten","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.h-its.org\/de\/2017\/03\/21\/neue-arten-mikroparasiten\/","title":{"rendered":"Neue Arten entdeckt: Mikroparasiten tragen zur Stabilit\u00e4t des \u00d6kosystems im Regenwald bei"},"content":{"rendered":"\n<div class=\"wp-block-image dt-single-image\"><figure class=\"alignleft\"><a class=\"dt-single-image\" href=\"https:\/\/www.h-its.org\/wp-content\/uploads\/2017\/03\/Nature_ecology_Micah_Dunthorn_Presse.jpg\"><img decoding=\"async\" src=\"http:\/\/www.h-its.org\/wp-content\/uploads\/2017\/03\/Nature_ecology_Micah_Dunthorn_Presse-300x200.jpg\" alt=\"Micah Dunthorn (TU Kaiserslautern)\" class=\"wp-image-15065\" \/><\/a><figcaption>Micah Dunthorn (TU Kaiserslautern)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p><strong>Der tropische Regenwald z\u00e4hlt zu den artenreichsten Gebieten der Erde. Hier leben Tausende von Insekten-, Vogel- und S\u00e4ugetierarten. Auch kleinere Organismen, mit blo\u00dfem Auge nicht sichtbar, sind hier heimisch, etwa sogenannte Protisten. Sie leben unter anderem in den B\u00f6den der W\u00e4lder. Ein internationales Forscherteam, an dem auch Wissenschaftler des HITS beteiligt waren, untersuchte sie genauer und analysierte ihr Genom. Dabei entdeckten die Forscher viele unbekannte Arten, darunter auch Parasiten, die wahrscheinlich zur Stabilit\u00e4t des \u00d6kosystems im Regenwald beitragen. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift \u201eNature Ecology and Evolution\u201c ver\u00f6ffentlicht.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Insekten und andere Gliederf\u00fc\u00dfer wie Spinnen und Krebstiere stellen die gr\u00f6\u00dfte und vielf\u00e4ltigste Gruppe von Lebewesen in tropischen Regenw\u00e4ldern dar. Davon ging die Wissenschaft bislang aus. \u201eDie Ergebnisse unserer Studie stellen dies jedoch in Frage\u201c, sagt Erstautor <strong>Micah Dunthorn<\/strong> von der <a rel=\"noopener noreferrer\" href=\"https:\/\/www.uni-kl.de\/startseite\/\" target=\"_blank\"><strong>TU Kaiserslautern<\/strong><\/a>, dessen Forschung im Rahmen des Emmy Noether-Programms der Deutschen Forschungsgemeinschaft gef\u00f6rdert wird. \u201eEs gibt m\u00f6glicherweise Hunderttausende verschiedener Insektenarten auf einem einzigen Hektar Regenwald, aber die Anzahl der Protisten d\u00fcrfte noch gr\u00f6\u00dfer sein.\u201c Unter dem Begriff Protisten fasst die Forschung eine Gruppe diverser, winzig kleiner Lebewesen zusammen, die \u00fcberall auf der Erde vorkommen.<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-gallery columns-3 is-cropped wp-block-gallery-1 is-layout-flex wp-block-gallery-is-layout-flex\"><li class=\"blocks-gallery-item\"><figure><a href=\"http:\/\/www.h-its.org\/wp-content\/uploads\/2017\/03\/Alexandros_Stamatakis_HITS-683x1024.jpg\"><img decoding=\"async\" src=\"http:\/\/www.h-its.org\/wp-content\/uploads\/2017\/03\/Alexandros_Stamatakis_HITS-683x1024.jpg\" alt=\"\" data-id=\"15070\" data-link=\"http:\/\/www.h-its.org\/new-species-protist-parasites\/alexandros_stamatakis_hits\/\" class=\"wp-image-15070\" \/><\/a><figcaption>Alexandros Stamatakis (Foto: HITS)<\/figcaption><\/figure><\/li><li class=\"blocks-gallery-item\"><figure><a href=\"http:\/\/www.h-its.org\/wp-content\/uploads\/2017\/03\/Lucas_Czech_HITS-1024x1024.jpg\"><img decoding=\"async\" src=\"http:\/\/www.h-its.org\/wp-content\/uploads\/2017\/03\/Lucas_Czech_HITS-1024x1024.jpg\" alt=\"\" data-id=\"15069\" data-link=\"http:\/\/www.h-its.org\/new-species-protist-parasites\/lucas_czech_hits\/\" class=\"wp-image-15069\" \/><\/a><figcaption>Lucas Czech (HITS)<\/figcaption><\/figure><\/li><li class=\"blocks-gallery-item\"><figure><a href=\"http:\/\/www.h-its.org\/wp-content\/uploads\/2017\/03\/Alexey_Kozlov_HITS.jpg\"><img decoding=\"async\" src=\"http:\/\/www.h-its.org\/wp-content\/uploads\/2017\/03\/Alexey_Kozlov_HITS.jpg\" alt=\"\" data-id=\"15075\" data-link=\"http:\/\/www.h-its.org\/new-species-protist-parasites\/alexey_kozlov_hits\/\" class=\"wp-image-15075\" \/><\/a><figcaption>Alexey Kozlov (HITS)<\/figcaption><\/figure><\/li><\/ul>\n\n\n\n<p>Dunthorn und seine Kollegen haben Bodenproben im Flachland der Regenw\u00e4lder von Costa Rica, Panama und Ecuador gesammelt und sie anschlie\u00dfend nach Deutschland gebracht. Gemeinsam mit den Kollegen <strong>Alexandros Stamatakis<\/strong>,<strong> Lucas Czech<\/strong> sowie<strong> Alexey Kozlov<\/strong> von der <a href=\"http:\/\/www.h-its.org\/de\/forschung\/sco\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\"><strong>Scientific Computing Gruppe<\/strong><\/a> am <strong>HITS (Heidelberger Institut f\u00fcr Theoretische Studien)<\/strong> haben die Wissenschaftler um Dunthorn die DNA der darin enthaltenen Mikroorganismen isoliert und analysiert.<br>\u201eWir haben insgesamt \u00fcber 130 Millionen DNA-Sequenzen untersucht. Das stellt f\u00fcr die Bioinformatik nach wie vor eine Herausforderung dar\u201c, so Lucas Czech (HITS). Ein erster direkter Vergleich mit den Sequenzdaten bereits bekannter Arten ergab, dass die Mehrheit zu v\u00f6llig neuen, noch unbekannten Spezies geh\u00f6rt.<br>Anhand einer detaillierten Analyse des genetischen Materials konnten die Forscher die neuen Arten mit hoher Wahrscheinlichkeit richtig in verwandtschaftliche Verh\u00e4ltnisse einordnen. Dazu haben sie ein bereits existierendes Verfahren angepasst. \u201eMittels der sogenannter phylogenetischen Platzierungen konnten wir fast alle Sequenzen identifizieren\u201c, f\u00e4hrt der Kaiserslauterer Biologe fort. Die phylogenetische Systematik beschreibt die evolution\u00e4ren Beziehungen der Lebewesen untereinander. Evolutionsbiologen untersuchen diese Zusammenh\u00e4nge etwa anhand der Gene. Auch in der aktuellen Studie konnten die Arten dank der DNA-Sequenzen einsortiert werden.<br>Dabei wurde ein Algorithmus eingesetzt, welcher die digitalisierten DNA-Sequenzen in Stammb\u00e4ume platziert, die bereits bekannte Arten enthalten. \u201eDer Vorteil dieser Methode besteht darin, dass diese Art der Identifikation die evolution\u00e4re Geschichte der Organismen ber\u00fccksichtigt\u201c, sagt HITS-Bioinformatiker Alexandros Stamatakis, der zugleich auch Lehrstuhlinhaber am <a href=\"http:\/\/www.kit.edu\/index.php\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\"><strong>Karlsruher Institut f\u00fcr Technologie (KIT)<\/strong><\/a> ist. Damit konnten die Bioinformatiker die enormen Datenmengen analysieren, welche durch moderne Sequenzanalysemaschinen generiert werden. Nur aufgrund der Modifikation und Anwendung des bereits bestehenden Algorithmus war es m\u00f6glich, die Sequenzanalysen des Genmaterials aus den verschiedenen Bodenproben \u00fcberhaupt durchzuf\u00fchren.<br>In den Bodenproben aus den Regenw\u00e4ldern befanden sich vor allem Protisten. \u201eDie meisten davon z\u00e4hlen zu einer Gruppe von einzelligen Tierparasiten, den Apicomplexa\u201c, nennt Dunthorn ein Ergebnis der Studie. Die Forscher vermuten, dass diese Parasiten m\u00f6glicherweise zur Artenvielfalt der Tiere in diesen W\u00e4ldern beitragen. \u201eSie k\u00f6nnten das Wachstum von Tierpopulationen durch Infektionen beschr\u00e4nken\u201c, sagt der Biologe. Die Ergebnisse zeigen dar\u00fcber hinaus, wie komplex die Zusammenh\u00e4nge im \u00d6kosystem der tropischen Regenw\u00e4lder sind. Hier spielen nicht nur S\u00e4ugetiere, V\u00f6gel, Insekten, sondern auch eine Vielzahl von Mikroorganismen eine wichtige Rolle.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image dt-single-image\"><figure class=\"alignleft\"><a class=\"dt-single-image\" href=\"https:\/\/www.h-its.org\/wp-content\/uploads\/2017\/03\/SuperMUC_Foto_Johannes_Naumann_LRZ.png\"><img decoding=\"async\" src=\"http:\/\/www.h-its.org\/wp-content\/uploads\/2017\/03\/SuperMUC_Foto_Johannes_Naumann_LRZ-300x169.png\" alt=\"SuperMUC (Johannes Naumann\/LRZ)\" class=\"wp-image-15072\" \/><\/a><figcaption>SuperMUC (Johannes Naumann\/LRZ)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p>Um die Millionen von Sequenzen mittels phylogenetischer Platzierungen zu klassifizieren, hat das Team den&nbsp; H\u00f6chstleistungsrechner <strong>\u201eSuperMUC\u201c<\/strong> am <a href=\"https:\/\/www.lrz.de\/services\/compute\/supermuc\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\"><strong>Leibniz Rechenzentrum<\/strong><\/a> in M\u00fcnchen benutzt.<br>Die Forscher haben f\u00fcr ihre Analysen etwa 1 Million Prozessorstunden auf dem SuperMUC verbraucht. \u201eOhne die hervorragende Infrastruktur f\u00fcr das H\u00f6chstleistungsrechnen in Deutschland, und insbesondere am LRZ, h\u00e4tte man diese Studie nicht durchf\u00fchren k\u00f6nnen. Die Verf\u00fcgbarkeit des SuperMUC stellt einen wesentlichen internationalen Wettbewerbsvorteil dar\u201c, so Alexandros Stamatakis. Er&nbsp; war bereits 2014 an der Berechnung eines <a href=\"http:\/\/www.h-its.org\/sco-aktuelles\/wie-gene-und-computer-das-geheimnis-der-insekten-luften\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">Stammbaumes von Insekten beteiligt, die es damals auf die Titelseite von Science schaffte<\/a>. Im Rahmen seines Projektes auf dem SuperMUC berechnete er anschlie\u00dfend auch einen <a href=\"https:\/\/www.lrz.de\/services\/compute\/supermuc\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">Stammbaum von V\u00f6geln<\/a>. Im Laufe der Jahre gelang es dem Team um Stamatakis, die Algorithmen so zu verbessern und die Berechnungen derart zu beschleunigen, dass die jetzige Untersuchung der Regenwald-Mikroben m\u00f6glich wurde. Gegenw\u00e4rtig arbeitet die Gruppe an einem neuen Parallelisierungsansatz f\u00fcr ihre Software, die zehn Mal gr\u00f6\u00dfere Datens\u00e4tze als in der aktuellen Studie wird handhaben k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Studie wurde in der Fachzeitschrift <a href=\"http:\/\/www.nature.com\/articles\/s41559-017-0091\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">\u201eNature Ecology and Evolution\u201c ver\u00f6ffentlicht: Mah\u00e9 et al. (2017). Parasites dominate hyperdiverse soil protist communities in Neotropical rainforests. Nature Ecology and Evolution 1:09. DOI: 10.1038\/s41559-017-0091<\/a><\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">KIT<\/h2>\n\n\n\n<p>Das Karlsruher Institut f\u00fcr Technologie (KIT) verbindet seine drei Kernaufgaben Forschung, Lehre und Innovation zu einer Mission. Mit rund 9.300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern sowie 25.000 Studierenden ist das KIT eine der gro\u00dfen natur- und ingenieurwissenschaftlichen Forschungs- und Lehreinrichtungen Europas. KIT \u2013 Die Forschungsuniversit\u00e4t in der Helmholtz-Gemeinschaft.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">TU Kaiserslautern<\/h2>\n\n\n\n<p>Die TU Kaiserslautern ist die einzige technisch-ingenieurwissenschaftlich ausgerichtete Universit\u00e4t in Rheinland-Pfalz. Die TU Kaiserslautern wurde beim bundesweiten Wettbewerb &#8222;Exzellente Lehre&#8220; mit dem Exzellenz-Preis f\u00fcr Studium und Lehre ausgezeichnet. Damit stellt die TU den hohen Stellenwert ihrer Studienangebote unter Beweis.<br>Dar\u00fcber hinaus profitieren die Studierenden und (Nachwuchs-)Wissenschaftler von den zahlreichen international renommierten Forschungseinrichtungen, darunter zwei Fraunhofer-Institute, ein Max-Planck-Institut, das Deutsche Forschungszentrum f\u00fcr K\u00fcnstliche Intelligenz und das Institut f\u00fcr Verbundwerkstoffe, die im Bereich der angewandten Forschung eng mit der TU Kaiserslautern kooperieren. Der Wissenschaftsstandort Kaiserslautern ist eines der gr\u00f6\u00dften IT-Cluster in Europa.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Der tropische Regenwald z\u00e4hlt zu den artenreichsten Gebieten der Erde. Hier leben Tausende von Insekten-, Vogel- und S\u00e4ugetierarten. 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