Die Polarregionen zählen zu den extremsten Lebensräumen der Erde. Während im Winter Dunkelheit, eisige Temperaturen und kräftige Winde herrschen, gibt es im Sommer dauerhaftes Licht. In diesen Küstenzonen übernehmen benthische Kieselalgen, sogenannte Diatomeen, eine Schlüsselrolle. Sie bilden die Grundlage vieler Nahrungsnetze und sind empfindliche Indikatoren für Umweltveränderungen. Um die Diversität und ökologische Bedeutung dieser Mikroalgen genau zu erfassen, werden Klonkulturen etabliert, die sowohl morphologische als auch genetische Untersuchungen ermöglichen.
Unser Forschungsprojekt hat erstmals die Artenvielfalt benthischer Diatomeen in Arktis und Antarktis systematisch miteinander verglichen. Die beiden Regionen weisen zwar ähnliche Umweltbedingungen auf, liegen jedoch weit voneinander entfernt, was sie zu einem idealen Untersuchungsgebiet für Fragen zu Endemismus, Diversität und biogeografischen Mustern macht. Während zweier Expeditionen wurden Proben aus der antarktischen Potter Cove, King George Island und dem arktischen Kongsfjord, Spitzbergen gesammelt und durch Material von isländischen Küstenstandorten ergänzt.
Dank der Förderung des Vereins der Freunde konnten 129 arktische und 14 isländische Klonkulturen angelegt werden. Sie dienen als Grundlage für mikroskopische Analysen, DNA-Barcoding und die Erstellung verlässlicher taxonomischer Referenzen. Alle Daten werden in die Sammlungsdatenbank des BGBM integriert, ein Teil der Kulturen wird für ökophysiologische Experimente weitergeführt.
Die daraus entstandene Referenzbibliothek ermöglicht erstmals einen detaillierten genetischen Vergleich der Diatomeen der beiden Polarregionen. Durch das DNA-Metabarcoding aus Umweltproben kann die verborgene Artenvielfalt jenseits der Grenzen morphologischer Methoden untersucht werden. Das Ergebnis ist eindeutig. Nur wenige DNA Sequenzen aus den Umweltproben treten in beiden Regionen auf. Dies weist auf eine ausgeprägte biogeografische Trennung und mögliche Ausbreitungsbarrieren hin. Viele der gefundenen Sequenzen konnten keiner bestehenden Referenz zugeordnet werden, was auf hohen Endemismus und möglicherweise unbeschriebene Arten schließen lässt.
Der Datensatz ist nun die umfangreichste Grundlage für die Erforschung benthischer Diatomeen in den Polarregionen. Er ist von entscheidender Bedeutung für zukünftige Programme zum Biodiversitätsmonitoring im Zeichen des Klimawandels.
