Erde-Leben-Systeme im Wandel

Co-Evolution von Bio- und Geosphäre: Leben auf einer dynamischen Erde verstehen

Unsere Forschung widmet sich den grundlegenden Wechselwirkungen zwischen Bio- und Geosphäre und damit den Prozessen, die Leben auf unserem Planeten über geologische Zeiträume hinweg geprägt haben und weiter prägen. Im Mittelpunkt stehen marine Ökosysteme sowie die Evolution biologischer Vielfalt auf tiefen Zeitskalen. Durch die Verbindung moderner geobiologischer Analysen mit dem Fossilienbericht erschließen wir zentrale Mechanismen der Erd- und Lebensgeschichte.

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Ein besonderer Fokus liegt auf der Evolution früher Tiere und der Entstehung ihrer Skelette. Mithilfe genomischer Ansätze und vergleichender Evolutionsforschung klären wir die phylogenetischen Beziehungen erdgeschichtlich bedeutender Tiergruppen und identifizieren die genetischen Grundlagen, die den evolutionären Erfolg der Tiere ermöglicht haben.

Eng damit verknüpft ist die Erforschung der Biomineralisation – jener biologischen Prozesse, durch die Organismen wie Schwämme und Korallen mineralische Skelette und geobiologisch wichtige Strukturen wie Riffe aufbauen. Wir untersuchen die molekularen Mechanismen der Skelettbildung, verfolgen evolutionäre Parallelen zwischen Tierstämmen und bewerten zugleich die Vulnerabilität kalkbildender Organismen gegenüber den Folgen des globalen Klimawandels.

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Ein weiterer zentraler Bereich unserer Arbeit ist die Geomikrobiologie, die die Rolle von Mikroorganismen in globalen biogeochemischen Kreisläufen beleuchtet. Wir erforschen, wie mikrobielle Gemeinschaften den Kohlenstoffumsatz und die Emission klimarelevanter Gase steuern – insbesondere in extremen Lebensräumen der Tiefsee und des Untergrunds, die zugleich als Fenster in die frühe Erde dienen.

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Darüber hinaus untersuchen wir die Evolution und Artenbildung besonders diverser Fischgruppen wie Killifischen, Grundeln und Buntbarschen. Durch die Integration fossiler und molekularer Daten sowie stratigraphisch-geologischer Ansätze analysieren wir Diversifikationsprozesse im Kontext von Paläoumwelt, Paläogeographie und Paläoklima.

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Ergänzend entwickeln wir innovative Methoden zur Analyse phylogenetischer Daten, um evolutionäre Verwandtschaftsbeziehungen und die Dynamik globaler Biodiversität in Vergangenheit und Zukunft präziser zu erfassen.

Unsere Forschung verbindet Genomik, Molekularbiologie, Morphologie, Ökologie und analytische Chemie mit theoretischen Ansätzen in einem integrativen methodischen Rahmen. Ziel ist ein umfassendes Verständnis der biologischen und geochemischen Prozesse, die das Leben auf der Erde – von frühen Tieren bis hin zu spezialisierten Mikroben – bis heute formen.