Interesują mnie procesy ewolucyjne i ekologiczne odpowiedzialne za powstawanie oraz utrzymywanie różnorodności biologicznej i złożoności organizmów. W swoich badaniach łączę genomikę ewolucyjną, mikrobiologię, naukę o bioróżnorodności i ekologię, aby zrozumieć, w jaki sposób interakcje między organizmami prowadzą do powstawania, utrzymywania i przekształcania różnorodności biologicznej na różnych poziomach organizacji życia. Równie istotne jest dla mnie rozwijanie koncepcji oraz metod badawczych umożliwiających analizę tych procesów.

Główne obszary badań

• Granice redukcji genomów i integracji biologicznej

• Mikroorganizmy jako czynniki kształtujące ekologię i adaptację owadów

• Wzorce bioróżnorodności i interakcje międzygatunkowe

• Wysokoprzepustowe metody badania bioróżnorodności i mikrobiomów

Granice redukcji genomów i integracji biologicznej

Jednym z głównych nurtów moich badań jest ewolucja i funkcjonowanie dziedzicznych symbiontów bakteryjnych owadów. Wiele owadów żywiących się sokami roślinnymi, szczególnie należących do podrzędu piewików (Auchenorrhyncha), zależy od wyspecjalizowanych symbioz odżywczych utrzymujących się od setek milionów lat. Układy te stanowią wyjątkowy model do badania granic redukcji genomów, integracji odrębnych partnerów biologicznych oraz procesów prowadzących do powstawania, różnicowania i rozpadu złożonych systemów symbiotycznych. Nasz zespół bada jedne z najbardziej ekstremalnych symbioz znanych w przyrodzie, obejmujące bakterie o genomach zbliżających się do teoretycznych granic zgodnych z funkcjonowaniem komórki, wieloskładnikowe konsorcja symbiotyczne oraz układy przechodzące ewolucyjny rozpad dawniej stabilnych, obligatoryjnych zależności.

Mikroorganizmy jako czynniki kształtujące ekologię i adaptację owadów

W szerszej skali ekologicznej badamy, jak mikroorganizmy wpływają na ekologię, ewolucję i zdolności adaptacyjne owadów. Symbionty mogą oddziaływać na odżywianie, obronę przed naturalnymi wrogami, rozmnażanie, tolerancję na warunki środowiskowe oraz interakcje międzygatunkowe. Skutki tych oddziaływań mogą być widoczne zarówno na poziomie sukcesu reprodukcyjnego pojedynczych organizmów, jak i struktury całych zespołów ekologicznych. Łącząc szeroko zakrojone badania bioróżnorodności, analizy mikrobiomów, filogenomikę i badania terenowe prowadzimy poszukiwania odpowiedzi na pytania, kiedy i w jaki sposób mikroorganizmy wpływają na populacje owadów, sieci interakcji międzygatunkowych, organizację zespołów organizmów oraz reakcje na zmiany środowiska.

Wzorce bioróżnorodności i interakcje międzygatunkowe

Interesują mnie także pochodzenie, organizacja i dynamika różnorodności biologicznej na różnych poziomach organizacji życia. Badamy wzorce różnorodności owadów, interakcje między gatunkami oraz procesy kształtujące zespoły organizmów, wykorzystując wielkoskalowe analizy metabarkodingowe, filogenomikę, badania taksonomiczne i metody ekologiczne. Projekty realizowane przez mój zespół obejmują zarówno rekonstrukcję historii ewolucyjnej różnorodnych grup owadów i dokumentowanie wcześniej nieznanej bioróżnorodności, jak i badania relacji gospodarz–parazytoid, gospodarz–patogen oraz gospodarz–mikroorganizm w skali całych społeczności ekologicznych. Łącząc wysokoprzepustowe sekwencjonowanie z klasyczną historią naturalną, systematyką i biologią ewolucyjną staramy się zrozumieć, jak zorganizowana jest różnorodność biologiczna, jak interakcje między gatunkami wpływają na procesy ekologiczne i ewolucyjne oraz jak wzorce te zmieniają się w przestrzeni i czasie.

Wysokoprzepustowe metody badania bioróżnorodności i mikrobiomów

Badanie powyższych zagadnień wymaga metod zdolnych do uchwycenia różnorodności biologicznej w ogromnych skalach taksonomicznych, przestrzennych i czasowych. Rozwijamy i wykorzystujemy wysokoprzepustowe narzędzia do badań bioróżnorodności i mikrobiomów, integrując metabarkoding, metagenomikę, filogenomikę, zaawansowaną mikroskopię, podejścia multiomiczne oraz nowoczesne metody analizy i modelowania danych. Pozwala nam to analizować różnorodność owadów, społeczności mikroorganizmów i sieci interakcji biologicznych z niespotykaną dotąd rozdzielczością – od pojedynczych układów symbiotycznych po całe społeczności ekologiczne. Naszym celem jest tworzenie skalowalnych narzędzi służących odkrywaniu, monitorowaniu i przewidywaniu zmian bioróżnorodności w szybko zmieniającym się świecie.

Poza działalnością naukową

Jestem również aktywnym przyrodnikiem, fotografem przyrody i obserwatorem bioróżnorodności. Mój profil w serwisie iNaturalist obejmuje obecnie ponad 10 000 obserwacji reprezentujących ponad 3000 gatunków, odzwierciedlając wieloletnią pasję do dokumentowania różnorodności biologicznej i poznawania świata przyrody w terenie.