Adaptive Trait-Dynamik von Seephytoplankton auf kurzen Zeitskalen

• Antragsteller: Professor Dr. Bernd Blasius
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen ; Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 257510010

Das vorgeschlagene Projekt zielt auf ein verbessertes Verständnis von kurzzeitigen Veränderungen in der Trait-Diversität (d.h. der Vielfalt von Organismenmerkmalen) in ökologischen Gemeinschaften als Reaktion auf Veränderungen in der externen Umwelt, sowie in deren Einflüsse auf grundlegende Ökosystemfunktionen. Zu diesem Zweck untersuchen wir die zeitliche Entwicklung von Phytoplanktongemeinschaften in Süßwasserseen als Modellsystem. Jüngste technische Fortschritte im Monitoring mittels Durchflusszytometrie ermöglichen die gleichzeitige Aufnahme einer Vielzahl von Phytoplanktonmerkmalen mit einer bislang unerreichten zeitlichen Auflösung. Basierend auf diesen Methoden planen wir ein Monitoring der Trait-Diversität von Phytoplankton Lebensgemeinschaften im Greifensee (Schweiz) auf kurzen Zeitskalen, in unterschiedlicher Wassertiefe und zu verschiedenen Jahreszeiten. Die gewonnenen Daten dienen als Grundlage, um die quantitativen Eigenschaften der Trait-Zusammensetzung und -Diversität herausarbeiten, um damit die ökologische Dynamik und die adaptive Reaktion (Flexibilität) von Phytoplanktongemeinschaften auf ihre Umweltbedingungen zu bestimmen. Im Rahmen dieser Forschungsarbeiten überprüfen wir die Hypothese, dass die dynamischen Eigenschaften von Trait-Diversität ein wichtiges Konzept darstellen, das es ermöglicht, externe Umwelteigenschaften mit Ökosystemfunktionen durch Mechanismen wie ökologische Dynamik und adaptive Flexibilität zu verbinden. Unsere Datenanalyse wird durch mathematische Modellierung ergänzt, um eine mechanistische Erklärung für die Interaktion von externen Störungen , den resultierenden ökologischen Dynamiken und adaptiven Veränderungen in Trait-Diversität und den daraus folgenden Ökosystemfunktionen herauszuarbeiten. Die Forschungsarbeiten umfassen (i) die hochaufgelöste Messung von Trait-Spektren in Phytoplanktongemeinschaften , (ii) die mathematische Quantifizierung der Trait-Diversität , (iii) die Analyse der zeitlichen Dynamik von Trait-Diversität , (iv ) die Bestimmung der Auswirkungen auf Ökosystemfunktionen und (v) trait-basierte Modellierung von Phytoplanktongemeinschaften. Die Ergebnisse des Projekts ermöglichen neue Einblicke in öko-evolutionäre Rückkopplungsmechanismen zwischen Trait-Diversität und Ökosystemflexibilität auf kurzen Zeitskalen und haben damit wichtige Auswirkungen für das effektive Management von Ökosystemen. Die erzielten Ergebnisse bilden einen wichtigen Schritt in der Vorhersage der ökologischen Konsequenzen von Verlust an Artenvielfalt und von anthropogen bedingten Veränderungen in der Lebensumwelt.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1704: Flexibilität entscheidet: Zusammenspiel von funktioneller Diversität und ökologischen Dynamiken in aquatischen Lebensgemeinschaften
• Internationaler Bezug: Dänemark, Schweiz
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Ken Haste Andersen; Dr. Francesco Pomati