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Prof. Dr. Dirk Albach

AG Biodiversität und Evolution der Pflanzen
Fak. V: Institut für Biologie und Umweltwissenschaften (IBU)
Carl von Ossietzky Universität Oldenburg
Carl von Ossietzky-Str. 9-11
26111 Oldenburg

+49 (0)441 798 3339

+49 (0)441 71641

Abschlussarbeiten

Folgende Themen können als Bachelor- oder Masterarbeiten in der Arbeitsgruppe durchgeführt werden. Bei Interesse bitte bei Prof. Dirk Albach melden.

Bachelor- und Master-Arbeiten in der AG Biodiversität und Evolution der Pflanzen (* - ein didaktischer Teil ist möglich; einzelne Projekte sind ggf. auch als individuelle Projektarbeiten im pb-Bereich möglich)

  1. Artbildung, Hybridisierung und DNA-Sequenzierung/Genomik
  2. Bestäubungs- und Ausbreitungsbiologie
  3. Didaktik im weiteren Sinn
  4. Botanischer Garten - Experimente
  5. Artbildung mit Mikroskopie und Herbar
  6. Naturschutz

Artbildung, Hybridisierung und DNA-Sequenzierung/Genomik

Phylogenie und Innerartliche Variation der Salzwiesen-Arten (B. Sc./M. Sc./bio900)

Pflanzen haben sich mehrfach unabhängig an salzige Standorte (wieder) angepasst. Wir haben begonnen für verschiedene Arten der Salzwiesen Stammbäume zu erstellen, um die nächsten Verwandten zu bestimmen und die innerartliche Variation zu bestimmen. Dabei ist immer wieder aufgefallen, dass Arten innerhalb der Salzwiesen variabel sind, insbesondere unterschiedliche Zahl an Chromosomensätzen besitzen (Polyploidie). Ziel dieses Projektes ist es für weitere Arten der norddeutschen Salzwiesen-Arten (aus den Gattungen Triglochin maritimum, Elymus spec., Silene flos-cocculli, Lotus corniculatus/L.tenuis, Potentilla anserina, Centaurium spp., Tripleurospermum maritimum/T. inodorum) zu erstellen einen Stammbaum und diesen für die Analyse verschiedener Fragen der Evolution zu benutzen. Woher kommen die norddeutschen Salzwiesen-Arten? Sind die nächsten Verwandten auch schon an Salz angepasst? Welche Merkmale haben die Salzwiesen-Arten gemeinsam, die sie nicht von ihren Vorfahren haben? Diese Fragen sollen mit einer Vielzahl unterschiedlicher Methoden untersucht werden.

Methoden: Durchflusszytometrie, Mikroskopie (Wurzelanatomie), phylogenetische und vergleichende Analysen am Computer


 

Feuerlilien – Ein oder zwei Arten? (M. Sc.)

In Deutschland sind derzeit zwei Lilien-Arten als heimische Wildarten anerkannt, die Türkenbund-Lilie (Lilium martagon) und die Feuer-Lilie (Lilium bulbiferum). Dabei wird letztere noch in zwei Unterarten (subsp. bulbiferum, subsp. croceum) unterschieden. Manche Botaniker machen diese Unterscheidung nicht, manche erkennen sie als zwei unterschiedliche Arten an. Da beide Arten im Flachland vor allem als Getreide-Unkräuter vorkommen, sind sie sehr selten geworden. Mit Hilfe einer größeren Sammlung von Lebendpflanzen unterschiedlicher Standorte soll untersucht werden, ob es sich bei den Feuerlilien um ein oder zwei Arten handelt. Dabei kommt vor allem DNA-Sequenzierung zum Einsatz. Es sollen aber auch morphologische und bestäubungsbiologische Methoden (Kreuzungen, Untersuchung auf Selbst-Inkompatibilität) angewendet werden.

Methoden: DNA-Sequenzierung und –Analyse, Mikroskopie, Kreuzung und Bestäubungs-Untersuchungen

Artkonzept der iranischen Veronica-Arten (B. Sc./bio900)

Die Gattung Veronica ist über die ganze Nordhemisphäre verbreitet. Die europäischen Arten sind gut untersucht, aber nicht so die Pflanzen des Nahen Ostens. Vor allem die einjährigen Arten sind morphologisch schwer zu unterscheiden. Mit Hilfe von Herbarbelegen soll geschaut werden, ob man Variation findet und ob diese Pflanzen wirklich zu einer Art gehören oder möglicherweise genetisch unterschiedliche Linien sind. Bei Unterschieden kann auch geschaut werden, ob morphologische Unterschiede gefunden werden.

Methoden: DNA sequencing, microscopy

Genomische Analyse von Flavonoiden in Veronica (M. Sc./bio900)

Flavonoide sind eine weit verbreitete Stoffklasse in der Gattung Veronica. In den letzten 50 Jahren wurde eine Reihe von Arten untersucht, so dass bekannt ist, dass vor allem Flavone wie Luteolin und Apigenin vorkommen, die in Zusammenhang mit oxidativen Stress aber auch antibakterieller Wirkung von Pflanzen stehen. Dazu kommen Anthocyane, vor allem Delphinide aber auch Cyanide vor, die für die Blau- bis Rot-Färbung der Blüten verantwortlich sind. Der Vergleich der Daten mit phylogenetischen Analysen der letzten Jahre hat gezeigt, dass es einige Stoffe gibt, die charakteristisch für bestimmte Gruppen innerhalb der Gattung Veronica sind. Zum Beispiel sind die Blüten der Untersektion Cymbalaria weiß, was auf eine Abwesenheit von Anthocyanen schließen lässt. Cyanidine sind bisher nur in der neuseeländischen Sektion Hebe nachgewiesen. Die Untergattung Pseudolysimachium unterscheidet sich von allen anderen Untergattungen in der Produktion von Spicosiden, 6-OH-Luteolin acyliert mit phenolischen Säuren wie Kaffeesäure. Schließlich wurde die Verwandtschaft der morphologisch sehr unterschiedlichen Untergattungen Pocilla und Pentasepalae durch die Anwesenheit von 8-0H-Flavonen ausschließlich in diesen beiden Untergattungen unterstützt. Genomische und transkriptomische Daten, die für viele dieser Gruppen mittlerweile vorhanden sind, erlauben es nun eventuell die genetische Basis für diese Variation in der Flavonoid-Präsenz zu finden.

Methoden: Analyse und Vergleich von genomischen und transkriptomischen Daten

Hyb-Seq analysis of Veronica subg. Pseudolysimachium (M. Sc.)

Die Veronica-Untergattung Pseudolysimachium umfasst etwa 30-35 Arten und lässt sich sowohl durch morphologische als auch genomische Merkmale gut von anderen Mitgliedern der Gattung unterscheiden. Unser Ziel ist es nicht nur, die Phylogenie der Untergattung zu klären, sondern auch mehrere Next-Generation-Sequenzierungsmethoden zu vergleichen, insbesondere im Hinblick auf ihre Eignung für Herbariumsproben. Eine dieser Methoden ist Hyb-Seq, eine Kombination aus Genom-Skimming und Target-Anreicherung, mit der wir einen Datensatz mit 128 Exemplaren erstellt haben. Dieser Datensatz kann uns helfen, die Beziehungen innerhalb der Untergattung weiter zu erhellen, insbesondere aufgrund der Fähigkeit der Methode, Sequenzdaten von Genen mit geringer und einfacher Kopie zu erfassen. Die nächsten Schritte umfassen die Qualitätskontrolle und die Zusammenstellung der gewonnenen Hyb-Seq-Sequenzdaten, die phylogenetische Analyse und die Populationsgenomik bestimmter Untergruppen.

Methoden: Hyb-Seq, Datenzusammenstellung, phylogenetische Rekonstruktion, PCA, Bewertung der genetischen Struktur.

DNA sequence analysis and species limits in aquatic Veronica (M. Sc., Bio900)

Veronica subgenus Beccabunga is a group of species that can be found adjacent to or inside bodies of water, like rivers and lakes. Species delimitation is challenging because plants can look very different if they grow in water or on dry soil. Thus, we need a DNA based analysis to disentangle useful characters from those having evolved in parallel or phenotypically plastic ones. We aim to elucidate the phylogenetic relationships in the subgenus, as well as population structure and hybridization patterns by analyzing High-Throughput Sequencing (HTS) data. In addition, we want to review herbarium specimens in order to find morphological characters that may help us in delimiting closely related species.

Methods: DNA extraction, Nanopore sequencing, genotyping-by-sequencing, bioinformatics analysis methods, microscopy

Kryptische Arten in Tragopogon (Bocksbart) (B. Sc.)

Die Gattung Tragopogon (Bocksbart, Asteraceae) ist in Europa weit verbreitet in Wiesen und teils auch ruderal. Die Analyse von DNA-Sequenzdaten hat gezeigt, dass die weit verbreiteten Arten T. pratensis und T. dubius eigentlich aus mehreren genetisch getrennten Linien besteht. In diesem Projekt geht es darum, zu schauen, zu welchen dieser Linien, die Pflanzen im Herbar der Universität Oldenburg gehören. Mit Hilfe von DNA-Sequenzierung und morphologischen Untersuchungen soll die Diversität charakterisiert werden und mehr über die Verbreitung dieser genetischen Linien herausgefunden werden.

Methoden: DNA-Sequenzierung, morphologische Untersuchungen

Die Tauben-Skabiose - Scabiosa columbaria (B. Sc.?, M. Sc.)

Mitteleuropa besitzt so gut wie keine eigenen, neuen Pflanzenarten, weil fast alle Arten erst nacheiszeitlich einwandern mussten. Eine Ausnahme ist die Tauben-Skabiose, die vermutlich als nacheiszeitlicher Hybrid eine eigene, rein mitteleuropäische Art bildet. Eine Resynthese aus den vermutlichen Eltern soll mit Kreuzungsexperimenten versucht werden. Experimente zum Keimungsverhalten der Samen in Klimakammern und im Feld sollen mögliche Gründe für den Erfolg der neuen Art beleuchten. Weiter soll ein molekularer Marker etabliert werden, der in zukünftigen Analysen Auskunft über den Enstehungsort und die Wandergeschichte geben könnte. F1-Hybriden erstellen, Vermessen 3 Arten (ca. 30 Ind.), Saatgut 200, Keimungsverhalten qualitativ.

Methoden: Keimungsexperimente, morphologische Untersuchungen, DNA-Sequenzierung

Der Hybrid von Veronica spicata und Veronica longifolia (B. Sc., M. Sc.)

In einer früheren Masterarbeit haben wir festgestellt, dass Veronica spicata und V. longifolia häufig miteinander Hybride bilden und wir haben diese Kreuzung auch mit unterschiedlichen Herkünften im Gewächshaus durchgeführt. Die Hybriden sind nun gekeimt und gewachsen. Dabei stellt sich die Frage, wie der Hybrid sich im Verhältnis zu den Eltern unterscheidet. Dafür sollte zunächst mit DNA-Sequenzierung nachgewiesen werden, dass es sich um Hybriden handelt. Danach soll morphologisch der Hybrid im Verhältnis zu den Eltern beschrieben werden. Da sich die Eltern sehr im Standort unterscheiden, V. longifolia steht in Sumpfwiesen, V. spicata in Trockenrasen, soll untersucht werden, wie gut der Hybride Trockenheit verträgt.

Methoden: DNA-Sequenzierung, morphologische Beschreibung, Gewächshaus-Experiment.

Mykorrhiza in Veronica (bio900/M. Sc.)

Mykorrhiza sind Pilze, die in Symbiose mit Pflanzen leben und bei der Nährstoff-Aufnahme helfen. Heutzutage wird auch in der Landwirtschaft mehr und mehr auf diese Pilze geachtet, aber ihre Verbreitung und Spezifität für bestimmte Arten ist immer noch unklar. Unsere Kenntnis über die Pflanzengattung Veronica soll uns hier beim Verständnis helfen. Basierend auf Pflanzen im Botanischen Garten, in Oldenburg und/oder im Herbar sollen Mykorrhiza-Pilze in dieser Gattung identifiziert werden.

Methoden: DNA-Metabarcoding

Populationsstruktur von Schilf (B.Sc., M.Sc., Bio900)

Schilf (Phragmites australis) ist die vorherrschende Art am Ufer vieler Seen und Gräben von den oberen Salzmarschen bis ins Landesinnere weltweit mit Ausnahme der Arktis und der Tropen. Während die Besiedlung eines neuen Standortes bei Schilf hauptsächlich durch Samen erfolgt, reduzieren klonale Reproduktion, Konkurrenz und Selektion in der Folge meist die genetische Vielfalt und führen zu monoklonalen Beständen in einem Lebensraum. Dennoch zeigen Untersuchungen von Schilf in anderen Regionen (Mitteleuropa, östliches Nordamerika) eine hohe genotypische Vielfalt in der Landschaft. Schilf scheint daher ein idealer Modellorganismus zu sein, um den Einfluss von Umweltgradienten und Störungsereignissen auf die Anpassung zu untersuchen. Unsere Hypothese ist, dass verschiedene Genotypen Umgebungen besetzen, die sich in Nordwestdeutschland in Nährstoffverfügbarkeit und Salzgehalt stark unterscheiden. So führt die intraspezifische Konkurrenz zu einer starken Aufteilung des Nischenraums. In Bezug auf Lebensräume, die anfälliger für Störungen sind, sind alternative Hypothesen zu prüfen, dass (i) sie Bestände höherer genetischer Diversität aufweisen, da ihr Lebensraum häufig wieder geöffnet wird, oder (ii) sie von Genotypen gebildet werden, die eine höhere phänotypische Plastizität aufweisen.

Methoden: Vegetationsaufnahme, Messung abiotischer Parameter, Durchflusszytometrie, DNA-Sequenzierung

Sex or no sex - Selbstinkompatibilität bei Veronica (M. Sc., Bio900-Sommer)

Viele Arten von Veronica sind selbstinkompatibel, d. h. es gibt Genprodukte, die es Pflanzen ermöglichen Pollen der eigenen Pflanze zu erkennen (gametophytische Selbstinkompatibilität). Neuere molekularbiologische Methoden, insbesondere Transkriptomik/RNA-Sequenzierung, erlauben es nun die entsprechenden Gene zu identifizieren. Innerhalb der Plantaginaceae ist dies bisher nur für Antirrhinum geschehen. In diesem Projekt geht es darum für V. filiformis, V. spicata und V. chamaedrys RNA aus dem Griffel zu sequenzieren und die entsprechenden homologen Gene für Veronica zu identifizieren.

Methoden: RNA-Sequenzierung

Bestäubungs- und Ausbreitungsbiologie

Unterwuchs des Eversten Holz (B. Sc.)

Das Eversten Holz ist als Wald im Stadtgebiet besonderen Belastungen ausgesetzt. Dennoch besitzt es in Teilen einen gut ausgebildeten Unterwuchs mit Buschwindröschen, Scharbockskraut und Goldnessel. Es besteht jedoch die Frage, wieso dieser Unterwuchs nicht flächendeckend vorhanden ist. Hypothesen sind, dass es an diesen Stellen zu dunkel ist, dass der Boden verdichtet bzw. zu sauer ist oder dass die Nutzung des Menschen den Wuchs dort verhindert. Im Rahmen dieser Abschlussarbeit sollen Flächen mit und ohne entsprechenden Unterwuchs verglichen werden und mit Hilfe von Transplantation von Pflanzen geschaut werden, ob die Pflanzen an den anderen Standorten überleben.

Methoden: Licht- und Bodenmessungen, Transplantation (Vorbereitung der Arbeit im Herbst, Hauptarbeitszeit im Winter und zeitigen Frühjahr)

Zierpflanzen als Ressource für Insekten (B. Sc., M. Sc., Bio900)

Städtische Gärten sind heutzutage ein bedeutender Teil der Natur und damit des Lebensraumes von Insekten. Damit sind angepflanzte Zierpflanzen eine wichtige Ressource für pollen- und nektarsammelnde Insekten. Zierpflanzen werden nach Attraktivität für die Menschen ausgesucht und gezüchtet. Bei der Züchtung geht jedoch häufig die Pollen- und Nektarmenge zurück. Dies wurde jedoch bisher nur selten gründlich untersucht. Ziel des Projektes ist es für 1-3 Arten (z.B. Veronica spicata, Rhododendron spec., Geranium wallichianum) dies zu untersuchen. Das Projekt umfasst die Messung von Nektar- und Pollenmengen sowie die Beobachtung von Insekten an diesen Pflanzen, um die Hypothese zu untersuchen, dass Zierpflanzen weniger Ressourcen für Insekten bieten als heimische Pflanzen.

Methoden: Nektar-Messung, Pollenzählung, Beobachtung von Blütenbesuchern.

Blühdauer einzelner Blüten von Veronica (B. Sc., Bio900, ggf. M. Sc.)

Blüten sind notwendig für die sexuelle Fortpflanzung von Pflanzen. Je länger sie geöffnet sind, desto höher ist die Chance, dass sie bestäubt werden und sich erfolgreich fortpflanzen können. Blüten offen zu halten bedeutet jedoch auch Kosten für die Pflanze durch erhöhte Transpiration und Wasserverlust. Daher gibt es in Pflanzen eine hohe Variation, wie lange Blüten geöffnet sind. Wenig ist darüber bekannt, was die Blühlänge einer einzelnen Blüte beeinflusst. Das soll durch Untersuchungen einer möglichst großen Zahl von Arten der Gattung Veronica untersucht werden. Gibt es Variation zwischen nah verwandten Arten? Haben Arten mit länger geöffneten Blüten eine höhere Wahrscheinlichkeit bestäubt zu werden?

Methoden: Blütenbeobachtung, Vergleichende Computeranalyse im phylogenetisch-vergleichenden Rahmen

Eine andere Welt, UV-Signale in Blüten (B. Sc./M. Ed.)

Insekten und damit auch die meisten Bestäuber haben eine andere Farbwahrnehmung als wir und sie können auch im ultravioletten Bereich sehen. Viele Blüten nutzen das und tragen für uns nicht sichtbare UV-Signale. Wie diese Signale aussehen, in welchen Familien sie vorkommen und welche weiteren Zusammenhänge es geben könnte, ist nur in wenigen Fällen bekannt. Eine möglichst großes und systematisches UV-screening von Blüten im Botanischen Garten soll das wenige bekannte Wissen dazu ergänzen.

Methode: Fotografieren und vergleichen von Fotos im sichtbaren und im UV-Licht.

Didaktik im weiteren Sinn

Blüten, Blumen & Bestäuber: Vermittlungskonzept im Eversten Holz (B. Sc./M. Ed.)

Die Streuobstwiese im Eversten Holz soll zukünftig ein lokaler Hotspot der Biodiversität werden. Dazu ist das Errichten von Blühwiesen, Benjeshecken (Totholzhecken) und Nistmöglicheiten bzw. Insektenhotels geplant. Die Entwicklung eines Vermittlungskonzeptes (Führung, Workshop, Lehrtafel oder interaktive Station mit didaktisch hochwertigen hands on Objekten) soll die Fläche zusätzlich aufwerten. Besuchende sollen vor Ort für die enge Verknüpfung von Pflanzen- und Insektenvielfalt sensibilisiert werden (#Bestäubungssyndrome, #Insektensterben,#Biodiversitätskriese). Eine nachhaltige Bepflanzung im Bereich der Streuobstwiese durch heimische Arten(Blühwiese), die für viele Bestäuber als Ressource verfügbar ist, soll im Mittelpunkt des Vermittlungskonzeptes stehen. Für die Bearbeitung ist es von Vorteil, wenn die LV Bestäubungs- und Ausbreitungsbiologie absolviert wurde.

Höher, schneller, weiter: Ausbreitungspotential von Diasporen-Modellen aus dem 3D-Drucker auf dem Prüfstand (B. Sc., Bio900)

(2 BA möglich; ab sofort möglich, Betreuung: Helena & Maria)

Die Ausbreitung von Diasporen (Samen & Früchte samt Anhangsstrukturen) hängt maßgeblich von ihrem Design ab. Nah verwandte Arten zeigen oft deutliche Unterschiede im Bau ihrer Diasporen, die aber grundsätzlich an denselben Ausbreitungsvektor (z.B. Wind) angepasst sind. Uns interessiert, welchen Einfluss solche morphologischen Unterschiede im Bau der Diasporen auf ihren Ausbreitungserfolg haben, d.h. auf deren Reichweite oder die Anzahl der ausgebreiteten Samen.

Inhaltlich kann das Thema parallel von zwei Studierenden bearbeitet werden.

  1. Projekt „Streukapsel“: Welche Folgen haben kleinere Abweichungen (Größe, Form oder Gewicht) für den Ausbreitungsradius von Streukapseln?
  2. Projekt „Flugfrüchte“: Welche Parameter sorgen für einen optimalen Transport von Flugfrüchten bei unterschiedlichen Ahorn-Arten?

Methoden: Für die Arbeiten sollen, basierend auf den morphologischen Angaben zu verschiedenen Arten, vereinfachte Modelle entworfen werden, die durch 3D-Druck umgesetzt werden. Die Prototypen sollen dann hinsichtlich der veränderten Eigenschaften experimentell untersucht werden.

Ein starkes Interesse an der Einarbeitung in die Modulierung von 3D Modellen, 3-D Druck und der Auswertung der erhobenen Daten wird erwartet. Eigene Ideen können gerne eingebracht werden.

* Gartenführer (B. Sc., M. Ed.)

Der Botanische Garten ist eine der am stärksten besuchten Attraktionen von Oldenburg mit mehr als 70.000 Besuchern pro Jahr. Die Besucher kommen dort nicht nur hin, um sich zu erholen, sondern auch, um etwas zu lernen. Dies kann zum Beispiel über Podcasts, gedruckte Führer, Führungen und Schilder geschehen. Wir wollen verstärkt über neu zu entwickelnde, interaktive Experimente den Besuchern botanische und andere biologische Inhalte vermitteln. Die Gestaltung setzt ein gewisses didaktisches Interesse voraus. Themen könnten zum Beispiel die Phänologie von Pflanzen (im Zusammenhang mit Klimawandel), das Tropenhaus, das Alpinum, Australien, Pflanzengruppen, z.B. die Rosengewächse, die Geschichte der Zierpflanzen oder das Thema Windbestäubung sein. Genauso kann auch über eine sinnvolle Neugestaltung/-bepflanzung verschiedener Beete gearbeitet werden, wie z.B. die Anlage eines Klimawandelbeetes oder von Dauerexperimenten im neuen Subtropenhaus. Möglich ist ein solcher Führer bzw. Beschilderung für den Moorlehrgarten am Moormuseum Elisabethfehn.

Methoden: didaktische Gestaltung Konzeption und Wissenschaftskommunikation

Bestimmungsübungen per Youtube? (M. Ed.)

Du denkst Vorlesungen sind altmodisch? Du willst lieber alles in nett verpackten Youtube-Videos lernen. Vielleicht hast Du recht. Lust selber eine 90 Minuten-Vorlesung in mehrere Youtube-Videos zu verpacken. Die Vorlesungen des Flora-Moduls bieten sich dafür besonders an, da es ja viel schöner wäre, alle Themen im Botanischen Garten zu demonstrieren. Die Arbeit soll einige Themen in 3-5-Minuten Videos übertragen. Die Möglichkeiten und Einschränkungen diskutieren und mit vorhandenen Youtube-Videos vergleichen.

Methoden: Fachdidaktische Analysen, Youtube schauen

* Organismische Biologie im Botanischen Garten (M. Ed.)

Der Kurs Organismische Biologie findet an sieben Kurstagen im Wintersemester, in der Regel für Erstsemester statt. In diesem Projekt geht es darum im Botanischen Garten Angebote zu entwickeln, die Kursinhalte im Botanischen Garten zu vertiefen und entsprechend zu erweitern. Themen könnten sein, die Verbindung von Blattmerkmalen und Nomenklatur herzustellen.

Methoden: Homepage-Entwicklung, didaktische Gestaltung und Konzeption.

Ein Kurstag für die Oberstufe im Botanischen Garten (M. Ed.)

Der Botanische Garten bietet viele Angebote für Schulklassen, allerdings nicht für Oberstufen-Gruppen. Wir wollen daher Curriculums-bezogene Angebote für Oberstufenkurse im Botanischen Garten anbieten. In diesen Abschlussarbeiten sollen Angebote geschaffen werden, die mit einer Kiste innerhalb von 90 Minuten im Botanischen Garten ein Thema (oder zwei Themen verknüpft) behandeln sollen. Als Themen stehen zur Verfügung: Aufbau der Zelle (evtl. mit Pilzzellen, Osmose, Plasmolyse), Fotosynthese (inkl. C3, C4, CAM), Pflanze und Wasser (Transpiration, Xerophyten, Stomata), Ökosystem und ökologische Nische (Wald, Moor), Symbiose und Parasitismus, Klimawandel/Treibhauseffekt, Genetik (Mutation, Epigenetik, Vererbung, evtl. Pflanzenzucht), Selektion und Gendrift, Artbildung und Artkonzept. Eine fachdidaktische Betreuung erfolgt durch Lehrkräfte von außerhalb der Universität.

Methoden: Fachdidaktik, Mikroskopie, Freilandexperimente etc.

Botanischer Garten - Experimente

Adventivwurzeln – Wenn Sprosse Wurzeln bilden (B. Sc.)

Viele Pflanzen sind in der Lage am Spross Wurzeln zu bilden, wenn der Spross feucht wird. Es wird angenommen, dass dies eine Anpassung von Pflanzen in feuchten Gebieten ist, die zumindest gelegentlich abreißen und dann neue Pflanzen bilden können. Die Gattung Veronica ist ökologisch sehr variabel, d.h. sie kommt von aquatischen bis zu steppen-artigen Habitaten vor. Sie eignet sich daher gut, um experimentell zu testen, ob die Fähigkeit Adventivwurzeln wirklich mit dem Habitat korreliert. Aspekte dabei sind auch, wie schnell, wo am Spross und unter welcher Feuchtigkeit Adventivwurzeln gebildet werden.

Methoden: Experimente mit Pflanzen im Gewächshaus

Umwelteinfluss auf Merkmale verwandter Veronica-Arten (B. Sc., bio900)

Veronica hederifolia und V. sublobata sind zwei nahe verwandte Arten, die sich in ihrer Ploidie (Zahl der Chromosomensätze) unterscheiden, aber dennoch direkt nebeneinander auch in Oldenburg vorkommen. In vorangegangenen Untersuchungen wurde festgestellt, welche Merkmale zur Unterscheidung der Arten geeignet sind und in welchen sie sich nicht unterscheiden. Bei den Merkmalen ist aber nicht klar, welchen Einfluss die Umwelt hat. Zum Beispiel, sind Blüten zwar unterschiedlich, wenn die Pflanzen nebeneinanderstehen, aber sind die Blüten von V. hederifolia nur in der Sonne unterschiedlich, aber im Schatten auch blass. Oder sind Blätter gleich, wenn die Arten nebeneinander im Schatten stehen, aber in der Sonne unterschiedlich.

Methoden: Wachstumsexperimente im Gewächshaus, ggf. Durchflusszytometrie

Die Tauben-Skabiose - Scabiosa columbaria (B. Sc.?, M. Sc.)

Mitteleuropa besitzt so gut wie keine eigenen, neuen Pflanzenarten, weil fast alle Arten erst nacheiszeitlich einwandern mussten. Eine Ausnahme ist die Tauben-Skabiose, die vermutlich als nacheiszeitlicher Hybrid eine eigene, rein mitteleuropäische Art bildet. Eine Resynthese aus den vermutlichen Eltern soll mit Kreuzungsexperimenten versucht werden. Experimente zum Keimungsverhalten der Samen in Klimakammern und im Feld sollen mögliche Gründe für den Erfolg der neuen Art beleuchten. Weiter soll ein molekularer Marker etabliert werden, der in zukünftigen Analysen Auskunft über den Enstehungsort und die Wandergeschichte geben könnte. F1-Hybriden erstellen, Vermessen 3 Arten (ca. 30 Ind.), Saatgut 200, Keimungsverhalten qualitativ.

Methoden: Keimungsexperimente, morphologische Untersuchungen, DNA-Sequenzierung

Festuca rubra - Variation im wichtigen Salzwiesengras (B. Sc., M. Sc., Bio900)

Festuca rubra ist ein weit verbreitetes Wiesengras, das auch in Salzwiesen vorkommt. Es gibt hexaploide und oktoploide Sippen, wobei es erste Hinweise gibt, dass in den Salzwiesen vor allem die oktoploide Sippe vorkommt. Diese Hypothese gilt es zu überprüfen und Unterschiede zwischen den Cytotypen zu finden. Ist die oktoploide Sippe wirklich salztoleranter? Gibt es anatomische Unterschiede, z.B. in der Leitbündel-Anatomie bzw. Zugfestigkeit der Blätter? Dazu kommt, dass Festuca rubra als Gras für manche Wiesen empfohlen werden (Sorten: Gondolin, Rafael, Reverent, Roland21). Doch deren Herkunft und Ploidie ist unklar.

Methoden: Kartierung, Durchflusszytometrie, Wuchsexperimente im Bot. Garten, anatomische Untersuchungen

Wassernutzungs-Effizienz und Photosynthese bei diploiden und tetraploiden Individuen einer Art (bio900/M. Sc.)

Polyploide und diploide Pflanzen einer Art unterscheiden sich in einer Reihe von Faktor, weil sich die Zellgröße unterscheidet, auch wenn sich genetisch kaum etwas ändert. In diesem Experiment sollen insbesondere die Wassernutzungs-Effizienz und Photosynthese-Aktivität untersucht werden. Dies soll bei diploiden und tetraploiden Individuen der trockenheits-angepassten Veronica spicata und diploiden und tetraploiden Individuen von feuchtigkeits-angepassten Veronica longifolia bzw. diploiden und tetraploiden Individuen von Queller (Salicornia) an der Nordseeküste untersucht werden.

Methoden: Wassernutzungs-Effizienz-Analyse, Photosynthese-Messung, mikroskopische Untersuchungen

Zierpflanzen als Ressource für Insekten (B. Sc., M. Sc., Bio900)

Städtische Gärten sind heutzutage ein bedeutender Teil der Natur und damit des Lebensraumes von Insekten. Damit sind angepflanzte Zierpflanzen eine wichtige Ressource für pollen- und nektarsammelnde Insekten. Zierpflanzen werden nach Attraktivität für die Menschen ausgesucht und gezüchtet. Bei der Züchtung geht jedoch häufig die Pollen- und Nektarmenge zurück. Dies wurde jedoch bisher nur selten gründlich untersucht. Ziel des Projektes ist es für 1-3 Arten (z.B. Veronica spicata, Rhododendron spec., Geranium wallichianum) dies zu untersuchen. Das Projekt umfasst die Messung von Nektar- und Pollenmengen sowie die Beobachtung von Insekten an diesen Pflanzen, um die Hypothese zu untersuchen, dass Zierpflanzen weniger Ressourcen für Insekten bieten als heimische Pflanzen.

Methoden: Nektar-Messung, Pollenzählung, Beobachtung von Blütenbesuchern.

Dach- und Fassadenbegrünung auf dem Campus (B. Sc.)

Dach- und Fassadenbegrünungen gelten als bedeutender Teil der Strategie der Stadt Oldenburg und der Universität zur Anpassung an den Klimawandel. Es gibt jedoch wenige Daten zum Potential, den Kosten, dem Nutzen und der Biodiversität. Ziel des Projektes ist es einen Überblick zu bekommen über die Dach- und Fassadenbegrünung auf dem Campus und/oder in Teilen Oldenburgs. Dazu gehören Beispiele aufzunehmen und die Biodiversität mit Standorten zu vergleichen. Je nach Interesse der Kandidaten wären auch Interviews mit dem Baudezernat und Hausbesitzern interessant.

Methoden: Pflanzenbestimmung, Literatur- und Feldrecherche, Interviews

Wurzelmerkmale in Abhängigkeit von Wasser und Salz (B. Sc.)

Wurzeln sind meist übersehene aber dennoch wichtige Merkmale, die der Wasser- und Nährstoffaufnahme dienen. Dementsprechend verwundert es nicht, dass sie in Abhängigkeit von äußeren Umständen wie der Feuchtigkeit unterschiedlich ausgeprägt sein können. Diese artspezifischen Ausprägungen in Abhängigkeit von Feuchtigkeit und Salzgehalt sollen hier untersucht werden. Dafür stehen Pflanzen der Gattung Veronica (subg. Chamaedrys, subg. Pseudoveronica) und der Salzwiesen (Festuca, Triglochin, Elymus, Silene, Lotus, Potentilla, Centaurium) aus anderen Projekten zur Verfügung. Mit einem Experiment soll im Gewächshaus geschaut werden, ob und wie sich Wurzeln ändern und dies in Zusammenhang mit einer Anpassungsfähigkeit an Umweltbedingungen gebracht werden. Hier ist vor allem der Wurzelquotient (Zentralzylinder/Gesamtdurchmesser), die Wurzellänge und der Gesamtdurchmesser interessant.

Methoden: Gewächshaus-Experiment, Mikroskopie

Neue Bäume im Klimawandel, gibt es Auswirkungen auf die Insektenvielfalt? (B. Sc./M. Sc.)

Viele einheimische Baumarten leiden unter dem Klimawandel. Möglicherweise müssen diese Arten in unseren Wäldern durch andere Arten ersetzt werden? Doch es gibt viele auf Gattungen und Arten spezialisierte phytophage Insekten. So besteht die Gefahr, dass viel Biodiversität verloren gehen könnte, wenn andere Baumarten angepflanzt werden. Im botanischen Garten gibt es von mehreren Baumgattungen viele Arten, darunter auch viele, die für Ersatzpflanzungen von heimischen Arten in Frage kommen. Deshalb soll die Insektenvielfalt der heimischen und fremdländischen Arten in den Gattungen Quercus, Acer und Betula (eine Gattung pro Kandidat) untersucht werden. Die Hochsommer/Herbstsaison wurde schon untersucht. Die wichtigere Frühlings/Sommer Saison aber noch nicht.

Methode: Klopfproben an Bäumen vieler Arten, Bestimmung von phytophagen Insektenarten

Spontane Veränderungen von Dachbegrünungen (B. Sc.)

Gründächer sind eine Möglichkeit Auswirkungen des Klimawandels in der Stadt abzupuffern, und es ist wichtig, soviel wie möglich darüber auch auf lokalem oder regionalem Niveau zu wissen. Wichtig sind dabei besonders die Pflanzenarten, die auf Gründächern zurechtkommen. Ausgehend von der Erstbepflanzung mit einem Set von typischen Arten gibt es bald Veränderungen, denn je nach Exposition, Lage und Pflege gehen einige Arten verloren und stellen sich weitere Arten spontan ein. Im Botanischen Garten und in der Umgebung gibt es Gründächer, die sich für einen Vergleich eignen. Danach kann man möglicherweise Empfehlungen für die Bepflanzung von Gründächern in Oldenburg aufstellen.

Methoden: Vegetationsaufnahmen und Messung abiotischer Faktoren

Artbildung mit Mikroskopie und Herbar

Nützlichkeit von Objekterkennungsmethoden für die geometrische Morphometrie (B. Sc., Bio900, M. Sc.)

Geometrische Morphometrie ermöglicht die quantitative Untersuchung von Blattformen. Diese Methoden funktionieren jedoch am besten mit Proben, die speziell für diesen Zweck gesammelt und fotografiert wurden, während die Aufbereitung von Daten und die Extraktion von Blattumrissen aus Herbariumsblättern eine umfangreiche manuelle Bearbeitung von Fotos erfordern kann. Es wurden einige Pipelines vorgeschlagen, um mit Hilfe von Objekterkennungsalgorithmen Blätter aus Fotos von Herbarblättern zu extrahieren. Eine dieser Pipelines ist ginjinn2. Ihre Aufgabe wird es sein, die Nützlichkeit von ginjinn2 für die Extraktion von Blattumrissen aus Herbarblättern verschiedener Ehrenpreisarten (Veronica, Plantaginaceae) zu testen und die resultierenden Blattumrisse mit Hilfe geometrischer morphometrischer Methoden (Elliptic Fourier Descriptors) zu analysieren. Wir suchen insbesondere nach Unterschieden in der Blattform zwischen Populationen aus verschiedenen geografischen Gebieten.

Methoden: Morphologische Aufnahmen, Computeranalysen

Blütenanatomie Gentianella (B. Sc., M. Ed.)

In der schönen und geschützten Gattung Gentianella kommen verschiedene Typen an auffälligen Schlundschuppen vor, z.B. manche mit und manche ohne eigenes Leitbündel. Diese Schuppen dienen vermutlich dem Schutz vor Nektarräubern und Regentropfen. Es ist unklar von welchen Organen diese Schuppentypen abstammen. Über die Verfolgung dieser Schuppen während der Blütenbildung (Ontogenese) sollen Hinweise auf deren Entstehung gefunden werden. Eine rechtzeitige Voranmeldung ist dafür notwendig, um genügend frisches und in Alkohol eingelegtes Material vorzubereiten.

Methoden: Rasterelektronenmikroskopie, Anatomie

Anpassung an Salzwiesen (B. Sc./M. Sc./Bio900)

Salzwiesenpflanzen sind an einen für Pflanzen extremen Standort angepasst. Dabei stehen meist physiologische Merkmale im Vordergrund. Morphologische Merkmale sind dabei weniger bekannt. In diesem Projekt sollen einige Hypothesen zum Unterschied zwischen Salzwiesen-Arten und ihren nächsten Verwandten untersucht werden. Dazu gehören Stomata-Größe und -dichte (siehe Li & al. 1996; Maherali & al. 2009), Epidermis-Dicke und Xylem-Zellgröße und Xylem-Zellwanddicke (siehe Nassar & al. 2008, Maherali & al. 2009, Hao & al. 2013).

Methoden: Morphologische und anatomische Untersuchung am Mikroskop, Färben und präparieren mikroskopischer Objekte, Sammeln der Pflanzen in der Natur, ggf. für M.Sc.-Arbeit Analyse der Merkmale in phylogenetisch-vergleichender Analyse. Es können auch Experimente im Botanischen Garten durchgeführt werden, um die phänotypische Plastizität der Merkmale zu untersuchen.

Herbarien - mehr als getrocknete Pflanzen (bio900/M. Sc.?)

Das Herbar in Oldenburg enthält ca. 20.000 Belege von getrockneten Pflanzen von vielen verschiedenen Arten aus vielen verschiedenen Ländern. Doch was wurde eigentlich noch mitgetrocknet? Wir sind uns sicher, dass teils auch Pflanzen getrocknet wurden, die Krankheits-Erreger oder Symbionten wie Pilze oder Insekten beinhalten. Ziel des Projektes ist es, das Herbar zu durchsuchen und sich zu bemühen diese "Beifänge" zu finden und zu identifizieren. Gibt es hier spezifische Pilze oder Insekten? Die Suche soll systematisch bei einer Gattung von Pflanzen beginnen.

Methoden: Mikroskopie, DNA-Sequenzierung

Naturschutz

Bestimmung der Schutzbedürftigkeit für Veronica (M. Sc./bio900)

Veronica hat ca. 460 Arten, von denen es derzeit IUCN-Einschätzung für 19 Arten erst gibt, obwohl es noch eine Reihe von endemischen Arten gibt, die für das Land, indem sie vorkommen, untersucht sind (besonders Neuseeland). Das Fehlen einer Gefährdungs-Einstufung verhindert jedoch einen effektiven Schutz der Arten. Im Projekt soll untersucht werden, wie gut eine automatisierte Einschätzung im Vergleich zu Expertenwissen ist. Auf der Basis von Verbreitungsdaten von GBIF, inaturalist und gezielten weiteren Informationen (z.B. Herbar Oldenburg) sollen die Arten mit Hilfe des Programms IUCNN (Zizka et al. 2022) und deep learning Modellen in Gefährdungsklassen eingestuft werden (a priori). Die Ergebnisse werden mit Experten diskutiert und Probleme identifiziert. Diese Probleme könnten taxonomische Probleme, häufige Verwechslungen oder historische Veränderungen der Verbreitung und Häufigkeit sein. Die Verbreitungsdaten sollen daraufhin verbessert werden und die Analysen nochmal durchgeführt werden, so dass eine zweite Klassifizierung entsteht (a posteriori).

Methoden: Verbreitungsgebiet-Modellierung, Methoden der Schutzbedürftigkeits-Einschätzung

Das passende Thema ist nicht dabei?

Gerne können Sie sich auch mit eigenen Ideen an unsere Arbeitsgruppe wenden um zu klären, ob eine Abschlussarbeit zu diesem Thema realisierbar ist.

(Stand: 19.01.2024)  | 
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