TY  - THES
AB  - Diese Dissertation untersucht die komplexe und faszinierende Biologie photosymbiotischer Meeresschnecken, Mollusken, die unabhängig voneinander eine Form der Photosymbiose entwickelt haben. Photosymbiose ist eine ernährungsbezogene Symbiose, bei der ein heterotropher Wirt eine Partnerschaft mit einem photosynthetischen Organismus eingeht und organischen Kohlenstoff sowie andere aus der Photosynthese stammende Metabolite gewinnt, im Austausch gegen Schutzraum, Nährstoffe und Schutz. An der Schnittstelle von Symbioseforschung, Mikrobiomökologie und Ökotoxikologie angesiedelt, kombiniert diese Dissertation molekulare, ökologische und verhaltensbiologische Ansätze, um die Dynamik dieser multipartiten Assoziationen und ihre Anfälligkeit gegenüber Umweltstress besser zu verstehen. Zwei Modellsysteme stehen im Zentrum der Arbeit:die kleptoplastische sacoglossane Art Elysia viridis (Montagu, 1804), die algale Chloroplasten sequestriert und aufrechterhält, sowie der Cladobranchier Berghiastephanieae (Á. Valdés, 2005), der intakte dinoflagellate Symbionten der Familie Symbiodiniaceae aus seiner cnidarischen Beute integriert. Die Forschung beginnt damit, die Photosymbiose in einen breiteren evolutionären und ökologischen Kontext einzuordnen. Es wird gezeigt, dass Photosymbiose eine wiederkehrende Strategie unter marinen heterobranchialen Gastropoden ist. Diese Assoziationen sind hochgradig divers und werden durch die Identität der Symbionten, die Physiologie des Wirtes und die umgebenden ökologischen Bedingungen geprägt. Durch die Einbettung der Meeresschnecken in das Holobiontenkonzept betont die Dissertation, dass Photosymbiosen nicht isoliert auftritt, sondern Teil eines größeren Netzwerks von Interaktionen ist,einschließlich symbiotischer Bakterien, die zur Funktion und Gesundheit des Wirtes beitragen. Um die Diversität und Stabilität der Photosymbiose innerhalb der Cladobranchia zu untersuchen, wurde Hochdurchsatz-Metabarcoding der Photobionten (Symbiodiniaceae) der Schnecken eingesetzt. Die Ergebnisse zeigen gattungs- und artspezifische Muster, wobei stabile Symbiosen, das heißt eine Aufrechterhaltung des Photobionten über mehr als zwei Wochen, am konsistentesten mit der Symbiodiniaceae-Gattung Cladocopium verknüpft sind, während instabile Symbiosen (Aufrechterhaltung des Photobionten über einige Tage) dazu tendieren, Symbiodinium oder Breviolum einzubeziehen. Darauf aufbauend identifizieren molekulare Analyse von Berghia stephanieae Collectin-12, ein C-Typ-Lektin, als einen Kandidatenrezeptor,der an der Erkennung der Photobionten beteiligt ist. Räumliche transkriptomische und in situ-Analysen zeigen dessen Expression in Geweben, die Symbionten beherbergen,was auf eine potenzielle Rolle bei der Aufnahme der Symbionten hinweist und auf einen konservierten Immunmechanismus verweist, der mit Nesseltieren geteilt wird. Die Verhaltensökologie der Photosymbiose wird durch Phototaxis-Experimente an Elysia viridis untersucht. Während kleptoplastische Schnecken im Allgemeinen beleuchtete Bereiche bevorzugen, korreliert diese Präferenz nicht mit dem photosynthetischen Zustand der Chloroplasten. Selbst unter Bedingungen, unter denen die Photosynthese chemisch blockiert war, orientierten sich die Schnecken weiterhin zum Licht. Diese Befunde stellen die Auffassung infrage, dass Photobehavior evolviert ist, um die photosynthetische Leistung der Kleptoplasten zu optimieren, und legen stattdessen nahe, dass es tägliche periodische Aktivitätsmuster oder Nahrungssuchstrategien widerspiegelt, wodurch das Ausmaß infrage gestellt wird, in dem Kleptoplastie als adaptive Ernährungsstrategie fungiert. Die Mikrobiom-Dimension des Holobionten wird sowohl in Elysia viridis als auch in Berghia stephanieae untersucht. Es wird gezeigt, dass unterschiedliche mikrobielle Gemeinschaften mit verschiedenen symbiotischen Zuständen, Ernährungsbedingungen und Umweltkontexten assoziiert sind, was die dynamische Rolle von Bakterien bei der Prägung der Physiologie des Holobionten unterstreicht. Veränderungen in der Zusammensetzung des Mikrobioms werden als potenzielle frühe Stressindikatoren hervorgehoben, mit Implikationen sowohl für das ökologische Verständnis als auch für Anwendungen im Biomonitoring. Schließlich untersucht die Dissertation die Auswirkungen von Metallverschmutzung mit Fokus auf Nickel und Kobalt, Elemente von wachsender ökonomischer Bedeutung aufgrund ihrer Rolle in der Batterieproduktion. Kontrollierte Expositionsexperimente zeigen, dass diese Metalle das Mikrobiom und bakterielle Stoffwechselwege von Berghia stephanieae stören sowie die embryonale Entwicklung und Ontogenese beeinträchtigen. Frühe Lebensstadien erwiesen sich als besonders anfällig, was Bedenken hinsichtlich populationsbezogener Konsequenzen aufwirft. Diese Ergebnisse zeigen nicht nur die ökologische Sensitivität photosymbiotischer Holobionten, sondern auch ihr potenzielles Nutzen als Sentinelartenz zur Detektion von Umweltkontamination.Zusammenfassend bietet diese Dissertation eine umfassende und integrative Sicht auf photosymbiotische Meeresschnecken als Modellsysteme zum Verständnis von Symbiose, Wirt–Mikroben-Interaktionen und Reaktionen auf Umweltstress. Durch die Verknüpfung von molekularer Erkennung, Symbiontendiversität, Mikrobiomökologie, Verhalten und Toxikologie erweitert sie unser Wissen darüber, wie multipartite Symbiosen evolvieren,wie sie zum ökologischen Erfolg beitragen und wie sie durch menschliche Aktivität gestört werden können. Auf diese Weise positioniert sie photosymbiotische Meeresschnecken als wichtige, aber verletzliche Modelle zur Untersuchung der Resilienz mariner Holobionten in einer sich wandelnden Welt.
AU  - Sickinger, Corinna
CY  - Wuppertal
DO  - 10.25926/BUW/0-978
DP  - Bergische Universität Wuppertal
KW  - Photosymbiose
KW  - Holobionten
KW  - Meeresschnecken (Heterobranchia)
KW  - Mikrobiomdiversität
KW  - Umweltstress und Ökotoxikologie
KW  - Photosymbiosis
KW  - Holobiont
KW  - Sea slugs (Heterobranchia)
KW  - Microbiome diversity
KW  - Environmental stress and ecotoxicology
LA  - eng
N1  - Bergische Universität Wuppertal, Dissertation, 2026
PB  - Veröffentlichungen der Universität
PY  - 2025
SP  - 1 Online-Ressource (188 Seiten)
T2  - Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften
TI  - Photosymbiotic sea slugs as holobiont model systems: symbiont diversity, microbiome dynamics, and responses to metal stress
UR  - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:468-2-6640
Y2  - 2026-02-21T16:50:12
ER  -