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Exoteric and cryptic nitrogen, sulfur cycling in sponges along the oxic-anoxic continuum

Projektbeschreibung

Der Stoffwechsel von Schwämmen passt sich Sauerstoffgradienten an

Als eine der ältesten Linien der Kronengruppe der Tiere, die bereits entstanden, bevor die Ozeane der Erde vollständig mit Sauerstoff angereichert waren, gedeihen Schwämme noch immer unter sauerstoffarmen Bedingungen, da sie anaerobe Stoffwechselstrategien beibehalten haben, die bei höheren Tieren größtenteils verloren gegangen sind. Dennoch greifen höhere Tiere weiterhin auf Schwefelwasserstoff und Stickstoffmonoxid zur Signalübertragung und zum Zellschutz unter hypoxischen Bedingungen zurück – und genau diese Gase scheinen auch innerhalb des Schwamm-Holobionten produziert und verbraucht zu werden. Experimentelle Nachweise dieser Prozesse sind bei Schwamm-Holobionten selten. Im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen zielt das Projekt SpongeMetabOxygen darauf ab, konkrete Experimente mit räumlicher Transkriptomik zu kombinieren, um das Stoffwechselverhalten von Schwämmen entlang des oxigen-anoxischen Kontinuums zu verstehen. Dieser multidisziplinäre Ansatz wird neue Einblicke in die Evolution des tierischen Lebens und dessen Resilienz in sauerstoffarmen Ozeanen ermöglichen.

Ziel

Sponges are considered to be one of the most ancient lineages of metazoans and are believed to have emerged amongst these early branching animal lineages at a time before the oceans became fully oxic around the middle to late Neoproterozoic Era (850-542 Mya). Sponges appear to retain some sort of ancestral memory of the hypoxic milieu from which they evolved and can still tolerate harsh hypoxic or anoxic conditions for relatively long periods. They express specialized anaerobic pathways that have been mostly lost in higher order animals such as fish and mammals, and yet remnants of these pathways persist primarily in the way they use the endogenously generated gases hydrogen sulfide and nitric oxide (NO) as signaling molecules for cellular homeostasis or as key players in cytoprotection during periods of hypoxic stress. Extensive sequencing of sponge microbiomes has primarily demonstrated the ubiquitous presence and expression of sponge symbiome pathways involved in NO generation via ammonia-oxidation and denitrification as well as the oxidation of reduced sulfur compounds, hinting at an active anaerobic lifestyle within sponges. Experimental demonstrations of these processes are rare in sponge holobionts and lacking in sponges sensu stricto who also express the relevant anerobic energy metabolisms. I will thus aim to demonstrate, disentangle, and integrate sponge holobiont metabolisms along the oxic-anoxic continuum by combining my expertise in sponge holobiont biogeochemistry and metabolic pathways with the expertise of the host in sponge physiology, nano-oxic O2 measurements at multiple spatial scales and dimensions, and advanced bioimaging techniques. The proposed multimethod and interdisciplinary study will thus provide an unprecedented view of sponge holobiont metabolism at the thermodynamic limit of animal life thereby providing further insights into higher animal responses to hypoxia and the future of animal life on a planet experiencing ocean deoxygenation.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Koordinator

SYDDANSK UNIVERSITET
Netto-EU-Beitrag
€ 247 553,28
Adresse
CAMPUSVEJ 55
5230 Odense M
Dänemark
Region
Danmark Syddanmark Fyn
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten