Die chemische Ökologie von Planktongemeinschaften

Wie individuell sind einzellige Mikroalgen im Meer?

Prof. Dr. Georg Pohnert, Inhaber des Lehrstuhls für Instrumentelle Analytik der Friedrich-Schiller-Universität Jena, wurde von der Max-Planck-Gesellschaft zum Max Planck Fellow ernannt.

Prof. Dr. Georg Pohnert bei der Überprüfung von Algenkulturen, die in einem speziellen Container der Jenaer Universität gehalten werden. Als neuer Max Planck Fellow kann er seine Expertise der vielfältigen Manipulationen von Planktonkulturen, die er an der Uni Jena etabliert hat, mit den analytischen Kapazitäten am MPI verbinden. (Foto: Jan-Peter Kasper/FSU)

Mit dem 2005 ins Leben gerufenen Fellow-Programm soll die Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftlern der Max-Planck-Gesellschaft und exzellenten Forschern an Hochschulen gefördert werden. Der neue Max Planck Fellow erhält ab 1. Oktober für zunächst fünf Jahre die Möglichkeit, als Leiter einer Arbeitsgruppe am Jenaer Max-Planck-Institut für chemische Ökologie (MPI-CE) mit dem Status eines Gastwissenschaftlers eigenständig zu forschen.

Das Projekt
Georg Pohnerts Forschungsinteresse gilt der chemischen Ökologie von Planktongemeinschaften. Mit diesem Begriff fasst man die zahlreichen, in Ozeanen und Seen frei schwebenden, oft mikroskopisch kleinen Organismen zusammen. Insbesondere will er der Frage nachgehen, wie es mit der Individualität von einzelligen Mikroalgen bestellt ist. Wenn Algenpopulationen „blühen“, können sie riesige Teppiche im Meer ausbilden. Das komplexe Gebilde vieler miteinander in Wechselwirkung stehender winziger Lebewesen ist dabei hochdynamisch und ändert sich permanent.

Man könnte diese Gemeinschaft als eine Art „Superorganismus“ verstehen. Bereits die einzelnen Zellen scheinen eine eigene „Persönlichkeit“ zu haben, die sehr unterschiedlich sein kann. Sicher ist, dass sie mit Hilfe chemischer Verbindungen miteinander kommunizieren und interagieren können. Das gilt unter anderem für durch Pheromone ausgelöste sexuelle Fortpflanzung, Räuber-Beute-Beziehungen oder die natürliche Regulierung bei mikrobiellen Infektionen.

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Mit Hilfe chemischer und ökologischer Ansätze will die Arbeitsgruppe um Georg Pohnert untersuchen, wie heterogen Algenpopulationen sind und wie sich die chemischen Eigenschaften einzelner Zellen auf die Wechselwirkungen innerhalb von ganzen Populationen auswirken. Neben Feldversuchen kann sie dafür auf die hervorragende technische Infrastruktur am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie zugreifen und zum Beispiel neueste bildgebende Verfahren der Massenspektrometrie nutzen, um chemische Profile für einzelne Zellen zu erstellen.

Pohnert kann dabei auf seine Erfahrungen bei der Gewinnung und Manipulation solcher Zellkulturen zurückgreifen und verbindet dieses Know-how mit den Möglichkeiten am Max-Planck-Institut. Die chemische Charakterisierung einzelner Zellen wird die Grundlage für ökologische Untersuchungen bilden, zum Beispiel Experimente mit markierten Zellen im Mesokosmos, einer Art künstlicher und vereinfachter Umwelt, wo das Schicksal dieser Zellen innerhalb einer Planktongemeinschaft genau verfolgt werden kann.

Georg Pohnert freut sich besonders auf den Ausbau der Zusammenarbeit zwischen der Uni und dem MPI: „Ich möchte die Forschungsaktivitäten gerne zusammenbringen, das heißt, dass ich bestimmte Arbeiten an der Uni und andere am MPI ausführen möchte und dann von der Fusion der Daten profitiere. Dabei kann ich bereits bestehende Kooperationen mit den Forschungsgruppen am MPI intensivieren und auch das MPI näher an die Aktivitäten an der Uni heranführen. Der große Vorteil für mich ist, dass ich die Stärken beider Einrichtungen nutzen und verbinden kann: die analytischen Kapazitäten am MPI und die vielfältigen Manipulationen von Planktonkulturen, die wir bereits an der Uni Jena etabliert haben.“

Der Preisträger
Der Chemiker Georg Pohnert wurde 1997 an der Universität Bonn promoviert bei Wilhelm Boland, einem der Gründungsdirektoren des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie. Bereits in seiner Doktorarbeit befasste er sich mit Algen: der Pheromonchemie von Braunalgen. Nach einer Postdoc-Zeit in den USA war er von 1999 bis 2005 Leiter einer Nachwuchsgruppe am MPI-CE, die dynamische Verteidigungsprozesse von Algen untersuchte. 2005 wurde er Assistenz-Professor für Chemische Ökologie an der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Lausanne, bevor er den Ruf an die Friedrich-Schiller-Universität auf die Professur für Analytische Chemie erhielt und nach Jena zurückkehrte.

Er ist vielfach ausgezeichnet worden, u. a. mit dem Akademiepreis für Chemie der Akademie der Wissenschaften zu Göttingen, einer Lichtenberg-Professur der Volkswagen Stiftung, dem Nachwuchswissenschaftler-Preis für Naturstoffforschung der DECHEMA und dem Lehrpreis der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Außerdem ist er einer der Sprecher des DFG-Sonderforschungsbereichs 1127 „Chemische Mediatoren in komplexen Biosystemen".

Kontakt:
Prof. Dr. Georg Pohnert
Institut für Anorganische und Analytische Chemie der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Lessingstr. 8
07743 Jena
E-Mail: Georg.Pohnert@uni-jena.de

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