mar362 - Chronobiology meets Ecology

Die Studierenden vertiefen ihre Fachkenntnisse in aktuellen Bereichen der marinen Umweltwissenschaften. Sie lernen moderne Untersuchungs- und Forschungsmethoden in den marinen Umweltwissenschaften kennen. Sie erwerben Kenntnisse über die Konzeption und Durchführung umweltwissenschaftlicher Forschung. Sie können umweltwissenschaftliche Fragestellungen und Probleme erkennen und sind faähig, Resultate und Themen aus diversen Bereichen der Umweltwissenschaften kritisch zu analysieren und zu diskutieren. Sie vertiefen erworbenes Wissen durch Recherche und setzen sich kritisch mit Fachliteratur auseinander.

VL/SE Basics of chronobiology 
Sie lernen Grundkonzepte der allgemeinen Chronobiologie: beispielsweise innere Uhren, Oszillatoren versus umweltgetriebene Rhythmen, „free-run“, Chronotypen, „oscillator entrainment“, sowie molekulare Grundmechanismus der circadianen (~24h) Uhr bei ausgewählten Modellsystemen der Molekularbiologie.

VL Current topics in marine chronobiology
Sie lernen an ausgewählten Beispielen, warum und wo chronobiologische Mechanismen insbesondere in marinen Ökosystemen von Bedeutung sind und was man über mögliche molekulare Mechanismen bereits weiß, bzw. welche wesentlichen Fragen offen sind.

Die Inhalte orientieren sich an aktuellen Entwicklungen in verschiedenen Teilgebieten der marinen Umweltwissenschaften.

VL/SE Basics of chronobiology
Time matters for any process in living world: from biochemistry to behaviors to ecological process. Organisms have in principle two possibilities for timing: directly responding to environmental stimuli or by following endogenous oscillators that tell time even in the absence of regular, environmental stimuli. The research that investigates the role of time in biology is called chronobiology. This mixed lecture/seminar will be based on classical scientific papers that provided major conceptual advances to the mechanisms underlying chronobiological phenomena. The aim is to provide an overview on different concepts in chronobiology (clocks, oscillators, rhythms, entrainment, free-run, chronotypes, sun and moon as time tellers in biology), the history behind major discoveries and the approaches that led to our current molecular and cellular understanding of the daily (circadian:~24hr) oscillator.

VL Current topics in marine chronobiology
As of today, the molecular mechanisms of only one of the chronobiological oscillators, the daily (circadian:~24hr) clock, have been unraveled. And even in this case, those mechanisms have been unravel based on work in mainly two terrestrial model systems- the fruit fly Drosophila and the house mouse. While these studies were provided conceptual landmarks, it needs to be recognized that also those organisms are specifically adapted to their environment and hence oscillatory systems will function differently in species from other habitats, especially marine world. This is particularly relevant, because the sea is the cradle of evolution, still harbors most living species and the temporal balance of its ecosystems are crucial for the homeostasis of our planet. Especially in the sea, many essential biological processes, such as growth, cell divisions and sexual reproduction, exhibit light-controlled rhythms, ranging from circadian to monthly or even yearly periods. Scientific leaders in the field of marine chronobiology will provide an overview on state-of-the-art chronbiological research in diatoms, corals, arthropods and annelids. In addition, the lecture will also provide an insight into the possible consequences of mis-timing and how these are connected to problems of modern life style and climate change.

Wolfgang Engelmann “The Rhythms of Life“ https://publikationen.uni-tuebingen.de/xmlui/bitstream/10900/49272/1/pdf/AAAeb27.pdf

Rhythms and Clocks in Marine Organisms, 2022 https://doi.org/10.1146/annurev-marine-030422-113038, free pdf available at first seminar day.

Rhythms of behavior: are the times changin'? 2020 DOI: 10.1016/j.conb.2019.10.005, free pdf available at first seminar day.
 

Useful books:

Molekulare Genetik, von Alfred Nordheim (Herausgeber), Rolf Knippers (Herausgeber), Peter Dröge (Mitwirkende), Gunter Meister (Mitwirkende), Elmar Schiebel (Mitwirkende) 2018

Circadian Physiology von Refinetti, Roberto, 3.Auflage, 2016

Fundamental Neuroscience, 4th Edition - November 6, 2012, eBook ISBN: 9780123858719

Weitere Fachliteratur und spezielle Literatur zu den einzelnen Fachgebieten werden im Verlauf der Veranstaltungen bekanntgegeben.

Wird in den Veranstaltungen zu Beginn durch den Dozenten/die Dozentin bekannt gegeben.

1 benotete Prüfungsleistung

Klausur oder Portfolio oder Seminararbeit oder Referat oder Hausarbeit (max. 15 Seiten) oder fachpraktische Übung

Aktive Teilnahme
Protokollierung der jeweils durchgeführten Versuche bzw. der praktischen Arbeiten, Diskussion von Seminarbeiträgen 

oder Darstellungen von Aufgaben bzw. Inhalten in der Lehrveranstaltung in Form von Kurzberichten oder Kurzreferat. Die Festlegung hierzu erfolgt mit dem Lehrenden zu Beginn des Semesters bzw. zu Beginn der Veranstaltung.