Forschungsinteressen

1. Populationsdifferenzierung und Artbildung
2. Klonale Reproduktion
3. Adaptation und Interaktion
4. Artenschutz

Ich verwende molekulare Methoden in Kombination mit ökologischen Experimenten und Verhaltensuntersuchungen und arbeite mit verschiedenen Modellsystemen:

Der Amazonenmolly, Poecilia formosa, ist mein wichtigstes Modellsystem zur Untersuchung der Entstehung und Beibehaltung klonaler Reproduktion. P. formosa ist eine rein weibliche Hybridart, die sich gynogenetisch fortpflanzt, d.h. die Weibchen produzieren unreduzierte Eizellen, benötigen aber Spermien einer nah verwandten Art, um die Eientwicklung zu starten. In der Eizelle wird das männliche genetische Material inaktiviert und abgebaut und trägt nicht zum Genotyp der Nachkommen bei (echte Klone). Von klonalen Tieren wird im Allgemeinen angenommen, dass sie wenig anpassungsfähig und evolutionär eher junge Arten sind. Für Amazonenmollies ist aber bekannt, dass sie ökologisch erfolgreich und deutlich älter sind als erwartet. Mich interessiert, wie klonale Arten in einer sich schnell verändernden Umwelt überleben und wie sie mit nah verwandten sexuellen Arten konkurrieren können.

In Fliessgewässern sind Fische hochmobile Topprädatoren, die das Nahrungsnetz stark beeinflussen. Wasserqualität spielt für ihr Überleben und den Fortpflanzungserfolg eine große Rolle. Dieses Projekt untersucht den Einfluss multipler Stressoren auf die Verbreitung und Wiederbesiedlung renaturierter Fliessgewässer im Ruhrgebiet. Ausserdem untersuchen wir molekulare Anpassungen an Stressoren und Stressorkombinationen. Der Einfluss von Cottus auf Invertebraten und das Nahrungsnetz insgesamt wird ebenfalls untersucht. Zu Beantwortung dieser Fragen verwenden wir Daten aus dem Freiland in Kombination mit populationsgenetische Untersuchungen und NGS Transcriptomanalysen und komplexe Datenanalysen inklusive Modellierung.

In diesem Kooperationsprojekt mit dem Geologie Department untersuchen wir wie Tektonik die Flusssysteme im Norden Chiles beeinflusst. Oberflächenveränderungen und – faltungen können Flüsse in neue Routen zwingen und neue Verbindungen und Entwässerungsnetze schaffen. Für Chile konnte bereits gezeigt werden, dass schon relativ kleine Auffaltungen zu Fliessrinnenveränderungen führen. Zusätzlich zu klassischen und neuen Datierungsmethoden der Geologie nutzen wir jetzt die genetischen Differenzierung von Amphipodenpopulationen aus den Flüssen und Analysen basierend auf der molekularen Uhr um historische Flussrouten und –verbindungen zwischen Einzugsgebieten zu identifizieren und zu datieren.

Da Daphnien zwischen sexueller und klonaler Reproduktion wechseln können, sind sie interessante Modelle, um die Vor- und Nachteile klonaler Reproduktion und die Anpassungsfähigkeit klonaler Organismen zu testen. Wir untersuchen Faktoren (vor allem Räuberdruck und den Einfluss von CO₂), die die genotypische Variabilität von natürlichen und künstlichen Daphnienpopulationen beeinflussen.

In jüngerer Zeit werden molekulare Methoden auch vermehrt im Natur- und Artenschutz eingesetzt. In Zusammenarbeit mit Gutachterbüros weisen wir molekular die Anwesenheit geschützter Arten (z.B. Wildkatze) nach. Wir untersuchen die Herkunft (wieder) eingewanderter Fischarten und beraten Wiederansiedlungsprojekte. Neben DNA Nachweisen aus Gewebeproben, Haaren, Federn oder Dung verwenden wir auch eDNA Protokolle z.B. zum Nachweis Kammmolchen in Gewässern.

Aktuelle Projekte sind die Charakterisierung genotypische Diversität bei Schwarzmaulgrundeln und die Identifikation von Invasionsrouten bei Nutrias.