PALAEOCEANOGRAPHIC EVOLUTION OF THE WESTERN SOUTH ATLANTIC DURING MARINE ISOTOPE STAGES 5 – 1: A FORAMINIFERAL PERSPECTIVE

• Thesis title in Czech: Paleoceanologická rekonstrukce jihozápadního Atlantiku během marinního izotopického stupně 5-1 z pohledu foraminiferové fauny
• Thesis title in English: PALAEOCEANOGRAPHIC EVOLUTION OF THE WESTERN SOUTH ATLANTIC DURING MARINE ISOTOPE STAGES 5 – 1: A FORAMINIFERAL PERSPECTIVE
• Key words: Planktonové Foraminifera, evoluce, ekologie, morfometrie
• English key words: Planktonic Foraminifera, Evolution, Ecology, Morphometrics
• Academic year of topic announcement: 2020/2021
• Thesis type: dissertation
• Thesis language: angličtina
• Department: Institute of Geology and Paleontology (31-420)
• Supervisor: prof. RNDr. Katarína Holcová, CSc.
• Author: hidden - assigned by the advisor
• Date of registration: 18.10.2020
• Date of assignment: 18.10.2020
• Date of electronic submission: 13.09.2024
• Date of proceeded defence: 21.10.2024
• Opponents: prof. Patrick Grunert, Dr.
• Advisors: Dr. Thibault de GARIDEL-THORON, Ph.D.
• Award: Thesis was put forward for an award

References

Weinkauf, M. F. G., Zwick, M. M. and Kučera, M. (accepted). Constraining the role of shell porosity in the regulation of shell calcification intensity in the modern planktonic foraminifer Orbulina universa d’Orbigny. Journal of Foraminiferal Research.
Weinkauf, M. F. G., Bonitz, F. G. W., Martini, R. and Kučera, M. (2019). An extinction event in planktonic Foraminifera preceded by stabilizing selection. PLoS ONE 14, No. 10, e0223490.
Weinkauf, M. F. G., Kunze, J., Waniek, J. J. and Kučera, M. (2016). Seasonal variation in shell calcification of planktonic Foraminifera in the NE Atlantic reveals species-specific response to temperature, productivity, and optimum growth conditions. PLoS ONE 11, No. 2, e0148363.
Weiner, A. K. M., Weinkauf, M. F. G., Kurasawa, A., Darling, K. F. and Kučera, M. (2015). Genetic and morphometric evidence for parallel evolution of the Globigerinella calida morphotype. Marine Micropalaeontology 114: 19-35.
Weinkauf, M. F. G., Moller, T., Koch, M. C. and Kučera, M. (2014). Disruptive selection and bet-hedging in planktonic Foraminifera: Shell morphology as predictor of extinctions. Frontiers in Ecology and Evolution 2, Article 64.

Preliminary scope of work

Planktonové Foraminifera obsahuje obrovské množství mořské biomasy a je zásadní pro mořský uhlíkový cyklus a sekvestraci oceánského kalcitu. Jsou tedy nedílnou součástí stability atmosférických hladin CO2 prostřednictvím interakce atmosféra-oceán. Zatímco Foraminifera prokázaly svou schopnost přežít katastrofické události v minulosti, jejich asambláže vykazovaly během změn životního prostředí ostré změny. Zajímavé je, že srovnatelné morfologie se opakují v celé historii Země a bylo navrženo, aby se různé skupiny v taxonu neodmyslitelně lišily ve své schopnosti přizpůsobit se změně prostředí. Jelikož se různé skupiny liší v biomase a intenzitě kalcifikace, nepředvídaná změna v jejich seskupení může mít nepředvídaný vliv na předpokládané scénáře změny klimatu tím, že naruší oceánskou uhlíkovou pumpu. Tento projekt využije přirozené experimenty minulých změn prostředí k prozkoumání vyvíjitelnosti planktonické Foraminifera a k předpovědi dopadu budoucích změn klimatu na jejich seskupení a vývoj. Studie bude zahrnovat morfometrické analýzy včetně ontogenetických cest, měření geochemických skořápek, ekologické a evoluční modelování a studie populační dynamiky. Žadatel získá rozsáhlé zkušenosti s mikropaleontologickou laboratorní prací, morfometrickými a geochemickými technikami a ekologickým a evolučním modelováním v R. Specifika projektu lze přizpůsobit jeho osobním zájmům.

Preliminary scope of work in English

Planktonic Foraminifera comprise vast amounts of the marine biomass and are crucial for the marine carbon cycle and the oceanic calcite-sequestration. They are thus integral for the stability of atmospheric CO₂-levels through atmosphere-ocean-interaction. While Foraminifera have demonstrated their capacity to survive catastrophic events in the past, their assemblages showed pointed changes during environmental upheaval. Intriguingly, comparable morphologies reoccur throughout earth’s history, and it was suggested that various groups within the taxon differ inherently in their capacity to adapt toward environmental change. Since the different groups differ in biomass and calcification intensity, an unforeseen change in their assemblage may have an unpredicted influence on the presumed climate change scenarios by disturbing the oceanic carbon pump. This project will use natural experiments of past environmental changes to examine the evolvability of planktonic Foraminifera and predict the impact of future climate change on their assemblage and evolution. The study will encompass morphometric analyses including ontogenetical pathways, geochemical shell measurements, ecological and evolutionary modelling, and population dynamics studies. Extensive experience in micropalaeontological laboratory work, morphometric and geochemical techniques, and ecological and evolutionary modelling in R will be developed by the applicant. Specifics of the project can be adapted to the candidate’s personal interests.