Phänotypische Plastizität

Rasterelektronenmikroskopische Abbildungen ausgewählter induzierbarer Verteidigungen bei Daphnia.
A) Daphnia barbata: dorsale Ansicht eines nicht-Räuberexponierten Individuums (links) und eines Individuums, das dem  Urzeitkrebs Triops cancriformis ausgesetzt war. Auffällig ist hier die, mit einer Auflösung der Bilateralsymmetrie des Tieres einhergehende, Torsion des gesamten Körpers.
B) Daphnia longicephala: laterale Ansicht eines nicht-Räuberexponierten (links) und eines Räuberexponierten Tieres (rechts), das in Anwesenheit des Rückenschwimmers Notonecta sp. eine stark vergrößerte, dorsale Kopfhaube (Crest) ausgebildet hat.

Prädation stellt einen Schlüsselfaktor sowohl für die Erklärung der Populationsdynamik als auch der Evolution von Beuteorganismen dar. Aufgrund dieses Selektionsdrucks haben sich im Pflanzen- und Tierreich mannigfaltige Verteidigungsmechanismen evolviert. Das Phänomen der induzierbaren Verteidigung beschreibt die Strategie, Schutzmechanismen nur dann auszubilden, wenn verlässliche Anzeiger auf ein hohes Prädationsrisiko für das Beuteindividuum vorhanden sind. Induzierbare Verteidigungsmechanismen, eine Form der phänotypischen Plastizität, ermöglichen einen bestmöglichen Verteidigungsschutz bei einem häufig veränderten Räuberspektrum und eine Minimierung der mit der Verteidigung verbundenen Kosten, falls der Schutz nicht benötigt wird. Die teilweise extreme morphologische Plastizität von Daphnien bietet die optimale Voraussetzung, die Adaption an Umweltfaktoren von der ökologischen bis hin zur genetischen Basis zu verfolgen und die Prozesse, die zur Evolution phänotypischer Plastizität geführt haben, zu untersuchen. Die momentan laufenden Forschungsprojekte umfassen unter anderem: die Erforschung bisher unbekannter morphologischer Verteidigungsmechanismen bei Daphnia; funktionsmorphologische Untersuchungen zum Schutzeffekt der Verteidigungen; die Untersuchung der Anpassungsmechanismen von Daphnia an multiple Stressoren; sowie die Analyse der molekularen Grundlagen morphologischer Plastizität bei Daphnia in enger Zusammenarbeit mit dem Daphnia Genomics Consortium.