{"id":437,"date":"2019-05-18T09:28:05","date_gmt":"2019-05-18T09:28:05","guid":{"rendered":"http:\/\/www.oceanblogs.org\/eadsm\/?p=437"},"modified":"2019-05-21T13:18:09","modified_gmt":"2019-05-21T13:18:09","slug":"a-small-world-between-grains-eine-kleine-welt-zwischen-den-sandkornern","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.oceanblogs.org\/eadsm\/2019\/05\/18\/a-small-world-between-grains-eine-kleine-welt-zwischen-den-sandkornern\/","title":{"rendered":"A small world between grains \/ Eine kleine Welt zwischen den Sandk\u00f6rnern"},"content":{"rendered":"\n

by Dr. Sven Rossel, Katja Uhlenkott und Ann-Kathrin We\u00dfel (deutsch s.u.)<\/em><\/p>\n\n\n\n

“Ah, you\u2019re playing with mud again.” That is something biologists and geologists hear quite often on board. And yes, we are one of the parties \u201cplaying with mud\u201d. But actually we, the biologists from Senckenberg, German Centre for Marine Biodiversity Research<\/a>, are not interested in the sediments and polymetallic nodules that are brought up from the seafloor. We investigate the small organisms between the grains, referred to as meiofauna.<\/p>\n\n\n\n

This size class of organisms is composed of a variety of different groups, usually called taxa. The most frequent taxon is always Nematoda, the roundworms. Other organisms are different crustaceans, water bears, small worms like annelids and mud dragons and many more. Although all of them are smaller than 1 mm, they play an important role as food source in the deep-sea community. Therefore, it is vital to use the meiofauna communities as indicators for changes due to disturbances in the deep sea.
Usually, investigation of meiofauna used to be very time-consuming. First, you have to separate the animals from the sediment, sort out all individuals and determine them morphologically. Due to the high number of individuals, usually there are several thousand below an area of 10 cm2, it is simply impossible to determine a sufficient number of individuals for a proper and quick assessment. Therefore, our task in this project is the introduction and examination of the new rapid assessment methods MALDI-TOF MS and metabarcoding.<\/p>\n\n\n\n

Metabarcoding bases on a genetic barcode. Genetic barcodes are small parts of genes that differ between species. Hence, they can be used to distinguish between them. In the metabarcoding approach, all DNA is extracted from the sample at once and the genetic barcode of all organisms in the sample is sequenced in parallel. Therefore it is a fast way to ascertain the different species and taxa that occur at this specific position.
MALDI-TOF MS bases on mass spectrometry and is used to investigate the proteomic fingerprint. Proteomic fingerprint means proteins and peptides are separated by their size and their composition is characteristic for a certain species. However, for MALDI-TOF only individual animals can be used and hence animals have to be separated first. But therefore this method can be used as a quantitative method, in contrast to the qualitative metabarcoding.<\/p>\n\n\n\n

But now, on board it is all still in the mud. To bring it up we use the multicorer, a spiderlike frame that is lowered to the seafloor and brings up cores filled with sediment and bottom water. Our animals are usually in the upper centimetres of the sediment, so we only take the bottom water and slice our sediment cores to 5 cm. This small pile of mud contains a whole world of different creatures still to be uncovered.<\/p>\n\n\n\n

von<\/em> Dr. Sven Rossel, Katja Uhlenkott und Ann-Kathrin We\u00dfel<\/em> <\/p>\n\n\n\n

\u201eAh, ihr spielt wieder mit Schlamm.\u201c Das ist etwas, das Biologen und Geologen sich an Bord ziemlich oft anh\u00f6ren d\u00fcrfen. Und, ja, wir sind eine der Gruppen, die \u201emit Schlamm spielt\u201c. Aber eigentlich interessieren wir, die Biologen von <\/em>Senckenberg, dem Deutschen Zentrum f\u00fcr Marine Biodiversit\u00e4tsforschung<\/em><\/a> uns nicht f\u00fcr das Sediment oder die polymetallischen Knollen, die an Bord gebracht werden. Wir untersuchen die kleinen Tiere zwischen den Sedimentpartikeln, die als Meiofauna bezeichnet werden.<\/em> <\/p>\n\n\n\n

Diese Gr\u00f6\u00dfenklasse von Organismen besteht aus einer Vielzahl verschiedener Tiergruppen, die wir Taxa nennen. Das h\u00e4ufigste Taxon ist immer <\/em>Nematoda, die Fadenw\u00fcrmer. Andere Tiere sind verschiedene Krebse, B\u00e4rtierchen, kleine W\u00fcrmer wie Hakenr\u00fcssler, Ringelw\u00fcrmer und viele andere. Sie alle sind kleiner als 1 mm, trotzdem spielen sie als Nahrungsquelle eine wichtige Rolle in der Tiefseegemeinschaft. Deswegen kann man die Meiofaunagemeinschaften gut als Indikator verwenden, um die Ver\u00e4nderungen nach St\u00f6rungen am Tiefseeboden zu untersuchen<\/em>.<\/p>\n\n\n\n

Normalerweise ist die Erforschung von Meiofauna sehr zeitaufwendig. Zuerst muss man die Tiere vom Sediment (also dem \u201eSchlamm\u201c) trennen, die einzelnen Tiere heraussuchen und ihre Morphologie anschauen. Allerdings ist ihre Anzahl immens, unter einer Fl\u00e4che von 10 Quadratzentimeter findet man normalerweise mehrere tausend Individuen und es ist schwierig eine angemessene Anzahl von ihnen f\u00fcr eine ordentliche und schnelle \u00dcberpr\u00fcfung einer Art zuzuordnen, also zu bestimmen. Deswegen ist es in diesem Projekt unsere Aufgabe zwei neue Methoden, n\u00e4mlich MALDI-TOF MS und Metabarcoding, zur schnellen Untersuchung von Meiofauna in unserem Forschungsgebiet auszuprobieren und zu etablieren<\/em>.<\/p>\n\n\n\n

Metabarcoding basiert auf einem genetischen Barcode. Solche Barcodes sind kleine Teile eines Gens, die sich bei verschiedenen Arten unterscheiden und deswegen verwendet werden k\u00f6nnen, um sie zu unterscheiden. Beim Metabarcoding wird die gesamte DNA aus einer Probe auf einmal extrahiert und der genetische Barcode wird f\u00fcr alle Organismen parallel sequenziert. Auf diese Weise kann man sehr schnell die verschiedenen Arten und Taxa nachweisen, die an einer bestimmten Position in der Tiefsee vorkommen<\/em>.<\/p>\n\n\n\n

MALDI-TOF MS basiert auf Massenspektrometrie und wird verwendet um den proteomischen Fingerabdruck eines Tiers zu untersuchen. Dieser Fingerabdruck bezieht sich darauf, dass Peptide und Proteine anhand ihrer Gr\u00f6\u00dfe getrennt werden und diese Zusammensetzung ist f\u00fcr jede Art charakteristisch. Allerdings kann man diese Methode nur f\u00fcr einzelne Tiere anwenden und deswegen m\u00fcssen sie doch zuerst einzeln aus einer Probe sortiert werden. Aus diesem Grund kann man diese Methode besser f\u00fcr quantitative Untersuchungen verwenden, das Metabarcoding dagegen f\u00fcr qualitative<\/em>.<\/p>\n\n\n\n

Aber jetzt ist noch alles im Schlamm. Um ihn nach oben zu holen benutzen wir den Multicorer (MUC), einen spinnen-f\u00f6rmigen Rahmen, der zum Meeresboden herunter gelassen wird und Rohre nach oben bringt, die mit Sediment und Bodenwasser gef\u00fcllt sind. Unsere Tiere sind normalerweise nur in den oberen Zentimetern des Sediments, deswegen verwenden wir nur das Bodenwasser und schneiden unseren Sedimentkern auf f\u00fcnf Zentimeter. Dieser kleine Haufen Schlamm enth\u00e4lt eine ganze Welt verschiedener Kreaturen, die noch erforscht werden wollen<\/em>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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