Dr. Sascha Eilmus
42799 Leichlingen
Email: webmaster(at)insectissima.de
Lebenslauf
Schullaufbahn und Studium
1989 - 1995: Theodor-Heuss-Realschule in Leverkusen
1995 - 1998: Landrat-Lucas-Schule (Gymnasium) in Leverkusen; Abschluss Abitur
1997 - 1998: Herausgabe der Schulchronik
1997: Teilnahme an der Deutschen Schüler-Akademie
1998:
Teilnahme an "Jugend forscht" (Regional- und Landeswettbewerb mit einer
Arbeit zum Thema Konvergenzerscheinungen und Ethologie der Phasmatodea")
1998: Teilnahme an der Biologie-Olympiade
1998 -1999: Zivildienst in den Behindertenwerkstätten in Langenfeld
1999 - 2001: Biologie - Grundstudium in Köln
2001
- 2003: Hauptstudium in Köln (Schwerpunkte Botanik,
Entwicklungsbiologie, Biochemie), anschließend:Diplomarbeit: Diversität
von Prokaryoten einer Binnensalzstelle (Arbeitsgruppe Prof. Dr.
H. Bothe, Botanisches Institut, Köln; Veröffentlichung in Arbeit),
Betreuung diverser botanischer Praktika
2004 März: VAAM-Tagung (Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie) in Braunschweig, Teilnahme mit Poster.
2004: Belebtschlamm-Projekt in Zusammenarbeit mit Dr. habil. M. Denecke von der Universität Duisburg-Essen.
Seit 2006: Promotionsstudiengang an der Universität Duisburg-Essen (siehe unten).
2007 August
- Oktober : Vierteljähriger Forschungsaufenthalt in Oaxaca, México.
Dabei enge Zusammenarbeit mit der Universidad del Mar (UMAR) in Puerto
Escondido.
2007 November: Teilnahme mit Vortrag beim Westdeutschen Entomologentag im Aquazoo, Düsseldorf.
2008 August: ISCE-Meeting (International Society of Chemical Ecology) in State College, Pennsylvania, USA, Teilnahme mit Poster.
2008 November: Teilnahme mit Vortrag beim Westdeutschen Entomologentag im Aquazoo, Düsseldorf.
2009 Juli: Promotion an der Universität Duisburg-Essen über Ameise-Pflanze-Bakterien-Interaktion.
Seit 2009 April: Laborleitung bei einem Chemieunternehmen; Entomologie, Insektenzucht.
Aktivitäten
Mitglied der LNU Leverkusen (Landesgemeinschaft für Naturschutz und Umwelt Ortsgruppe Leverkusen)
· Veranstaltung und Leitung von Führungen
· Pflegemaßnahmen und Öffentlichkeitsarbeit (Pressearbeit, Präsentation und Vorträge)
· Faunistische und floristische Kartierung und Monitoring der Pflegegebiete (www.lnu-nrw.de)
. Betreiber der HP www.lnu-lev.de
Mitglied
des Vereins für Aquaristik, Terraristik und Naturkunde Bayer Leverkusen
e. V. (Gruppenleiter: Naturkundliche Abteilung; Vorträge; www.aquaterralev.de); VDA-Sachkundenachweis im Bereich Terraristik erworben.
Mitglied der ZAG Wirbellose im Terrarium e.V. www.zag-wirbellose.de
Mitglied der Arbeitsgemeinschaft Rheinisch-Westfälischer Lepidopterologen (ARGE: www.melanagria.de)
Mitglied und Referatsleiter des AStA der Universität zu Köln (Ökologiereferat: 2001 bis 2002)
Ehrenamtlicher Mitarbeiter des Kölner Zoos (bis 2005)
· Zoobegeleiter: Ausrichtung von Führungen, Kindergeburtstagen
· Info- und Sonderveranstaltungen
Sprachkenntnisse
Englisch, Latein (Schulkenntnisse)
Hobbys
· Floristik und Pflanzensoziologie
· Fotografie
· Haltung und Zucht heimischer und exotischer Insekten und anderer Wirbelloser
· Entomologie allgemein
· Naturschutz
· Literatur, besonders: Science-Fiction und fantastische Literatur
· Sport: Wandern, Schwimmen, Krafttraining
Promotion an der Universität Essen
Wechselbeziehungen zwischen Pflanzen und Tieren
- insbesondere Insekten - sind von grundlegender ökologischer
Bedeutung. Lange Zeit wurden Insekten entweder als "Pflanzenfeinde"
oder, soweit sie Blütenpflanzen bestäuben, als "Nützlinge" betrachtet.
Erst seit etwa 30 Jahren ist das Thema "Insekt und Pflanze" auch von
der Physiologie, Evolutionsbiologie und Ökologie intensiv aufgegriffen
worden. Denn die zwischen rund 751.000 (Wilson et al. 1988)*
beschrieben Insektenarten und den etwa 300.000 Gefäßpflanzen sich
abspielenden Interaktionen bilden einen beträchtlichen Teil der
biologischen Vielfalt und bieten vor allem in tropischen und
subtropischen Regionen der Erde eine Erklärung für die
Vegetationszusammensetzung. Modellsysteme für die Erforschung von
coevolutiven Prozessen bieten hierbei besonders die sehr
unterschiedlichen Beziehungen von Ameisen und Pflanzen, die von
Herbivorie über die Verbreitung von Pflanzensamen (myrmekochore
Samenverbreitung), bis hin zu Myrmekophilen und Myrmekophyten, die
mitunter enge parasitische, mutualistische und symbiotische Netzwerke
bilden, reichen.
Wiederum in Anpassung an eine rein vegetarische Kost sind viele
phytophage Insektengruppen eine enge Beziehung mit verschieden
Mikroorganismen (Pilzen, Protozooen, Bakterien und Archeen)
eingegangen, die in der Lage sind, essentielle organische Verbindungen,
die in der pflanzlichen Kost nur spärlich vorhanden sind, zu
synthetisieren oder schwer verdauliche Pflanzenstoffe aufzuschließen.
Dies können Aminosäuren, Vitamine aber auch für die Verdauung
notwendige Biotenside sein. Endo- wie Ektosymbiosen von verschieden
Insektengruppen sind bereits gut untersucht. So weiß man von Termiten
(Isoptera), dass sie Stickstoff fixierende Bakterien in ihrem Darm
kultivieren und damit ihre stickstoffarme überwiegend auf Cellulose
basierende Nahrung bereichern. Demgegenüber ist unser Wissen über
Darmbakterien und anderen endosymbiotischen Bakterien bei Ameisen
erstaunlich begrenzt. Dabei stellen Ameisen (Teilgruppe der
Hautflügler; Hymenoptera) eine der ökologisch erfolgreichsten
Insektengruppen dar, die von der Polargrenze bis zum Äquator fast alle
terrestrischen Ökosysteme besiedeln. Gleichzeitig stellen
endosymbiotische Bakterien wahrscheinlich einen enormen Anteil an der
Gesamt-Diversität der Organismen, deren systematische Untersuchung
durch neue technische Möglichkeiten gerade erst begonnen hat.
Bild: Pseudomyrmex salvini im Labor. Diese Knotenameise nistet bereitwillig in Bambuszweigen.
Ameisen der neuweltlichen Gattung Pseudomyrmex zeigen eine erstaunliche Bandbreite von Lebensformen. Während einige Arten der Gattung (P. ferrugineus-Gruppe) enge Symbiosen mit bestimmten hoch spezialisierten Vachellia (Acacia)-Myrmekophyten
eingehen und sich nur noch von den Futtergaben (Futterkörper und
extrafloraler Nektar) der Pflanze ernähren (können?), gibt es ebenso
Vertreter der Gattung (P. gracilis-Gruppe), die zwar auch die
Futtergaben der Akazien annehmen, aber ebenso räuberisch von Insekten
und anderen Nahrungsquellen leben (Clement 2005). Nur die symbiotische P. ferrugineus-Gruppe
schützen die Akazien im Gegenzug gegen Herbivore und Pathogene, wogegen
potenziell parasitische P. gracilis die angebotenen Ressourcen der
Pflanze (Futter und Nistraum = Domatien) nutzen, jedoch dafür keine
Gegenleistung erbringen.
In meiner bisherigen Arbeit im Rahmen
meiner Diplomarbeit am Botanischen Institut an der Universität zu Köln
habe ich mich mit der Diversität prokaryotischer Lebensgemeinschaften
in Umweltproben beschäftigt und möchte nun in meiner Promotion
Kultivierungsverfahren und zum Teil neuartige molekularbiologische
Methoden auf das Pseudomyrmex-Vachellia (Acacia)-System übertragen. Dabei leiten mich folgende Fragestellungen:
· Wie ist die Darmflora von Pseudomyrmex
zusammengesetzt? Gibt es Unterschiede in der Darmflora zwischen
polyphagen und auf die Vachellia-Diät spezialisierten Ameisenarten? Ist
die Darmflora der Ameisen also eventuell auf die spezielle Diät der
Ameisen ausgerichtet?
· Stammen die Verdauungsenzyme der
Ameisen von den Bakterien oder vom Insekt selbst? Gibt es Stickstoff
fixierende Bakterien in den Ameisen und welche Bedeutung für Ameise und
Wirtspflanze kann dies haben? Hinweise auf Stickstoff fixierende
Bakterien gibt es bislang nur aus der Schwestergattung von Pseudomyrmex, der Gattung Tetraponera (Stoll 2005).
· Wie ist die Ausstattung der neotropischen Vachellia (Acacia)
mit Rhizobien (Proteobakterien)? Für die Probenahmestelle Mexiko liegen
hierzu keine Erkenntnisse vor. Wie sind die prokaryotischen
Rhizosphärengesellschaften zusammengesetzt? Gibt es Unterschiede in der
Knöllchenausstattung (Knöllchen sind Verdickungen der Pflanzenwurzel,
in denen in bestimmten Zellen endosymbiontische Rhizobien
Luft-Stickstoff fixieren und so der Pflanze zugänglich machen) zwischen
myrmekophytischen und nicht-myrmekophytischen Akazien (Reduzierung bei
Myrmekophyten)?
· Welche Symbionten (Ameisen oder Rhizobien) fördert Vachellia mit ihren begrenzten Ressourcen bevorzugt?
Bild: Diese Springspinne der Gattung Synemosyna imitiert nicht nur das Aussehen der neotropischen Knotenameise Pseudomyrmex salvini perfekt, sondern auch deren Verhalten: Das vorderste Beinpaar ahmt die Fühler der Ameise nach, die hektischen Bewegungen der Spinne erinnern stark an eine Ameise und nicht an eine Springspinne.
Diese
Fragen sollen mit folgender Methodik angegangen werden: Die Diversität
der Darmflora soll durch Klonieren und Sequenzieren, sowie durch eine
neuartige auf PCR (Polymerase Chain Reaction) -basierende tRFLP-
(terminaler Restriktionsfragment-Längenpolymorphismus) Methode (TReFID;
www.trefid.net; Rösch et al. 2005) untersucht werden. Über
Kultivierungsansätze (verschiedene Nährmedien mit verschiedenen
Kohlenhydraten als C-Quellen) soll unter anderem auch geklärt werden,
ob die Verdauungsenzyme der Ameisen eventuell von den Bakterien
gebildet werden (es sind bislang keine sicher verbürgten
Invertase-Sequenzen aus Tieren bekannt!). Hierfür werden
Enzym-Aktivitätsmessungen von isolierten Bakterienklonen aus dem Darm
der Ameisen durchgeführt. Der Nachweis des Gens nifH
(Nitrogenase-Untereinheit H; nur 8 Sequenzen bislang von Ameisen
bekannt) mittels PCR, Klonieren, Sequenzieren und tRFLP-Analysen
(TReFID) soll klären, ob es Stickstoff fixierende Bakterien im
Ameisendarm gibt und welche Bedeutung diese für Ameise und Wirtspflanze
haben könnten. Bodenproben und Wurzelproben von Vachellia sollen
ebenfalls auf ihre prokaryotische Diversität im Allgemeinen
(Sequenzieren und TReFID) und was die Bakteriengruppe Rhizobiales
(nifH) im Speziellen betrifft, untersucht werden, da hier ebenfalls mit
besonderen Mutualismen zu rechnen ist.
Die gewonnen Erkenntnisse
sollen Vergleichsmöglichkeiten zwischen Mutualisten (bzw. Symbionten)
und Parasiten unter den Ameisen erlauben. Haben Bakterien bei der
Interaktion von Ameisen und Pflanzen eine ähnlich große Bedeutung wie
dies bei einigen anderen Insekten aber auch Wirbeltieren der Fall ist?
Wie ist die Coevolution zwischen Ameise und Pflanze abgelaufen? Welchen
Vorteil hat ein Insekt bei einer derart extremen Spezialisierung auf
nur eine Pflanzenart?
*) Hierzu gibt es keine aktuellen
Erhebungen. Die Anzahl beschrieben Insektenarten wird aber im
Allgemeinen momentan sogar auf ca. 950.000 geschätzt.
Diversität und Funktion der mit Ameisen der Gattung Pseudomyrmex (LUND 1831) assoziierten Bakterien
Literaturhinweise
Clement L. W.; Diplomarbeit; Institut für Ökologie, Friedrich Schiller-Universität Jena, 2005
Wilson E.O., Peter F. M.; ed., Biodiversity, Washington, 1988
Stoll; Diplomarbeit; Department of Behavioural Physiology and Sociobiology, Universität Würzburg, 2005
Rösch C., Bothe H.: Improved assessment of denitrifying, N2-fixing, and total-community bacteria by
terminal
restriction fragment length polymorphism analysis using multiple
restriction enzymes. Appl Environ Microbiol. 2005 Apr; 71(4): 2026-35.
Rösch C., Eilmus S. und Bothe H.: Approaches to assess the biodiversity of bacteria in natural
habitats. Biochem. Soc. Transactions. 2006; 34(pt 1): 169-173.
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