Der Umgang mit Stress in Raum und Zeit: Plastizität, Evolvierbarkeit und Ausbreitung in zeitlich und räumlich variablen Umwelten.

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Thomas Hovestadt, seit 6/2017
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 273823547

Ein wichtiger aktueller Fokus öko-evolutionärer Forschung liegt auf der Fähigkeit von Arten, mit schnellen Veränderungen der Umwelt sowohl im Raum, als auch in der Zeit, umgehen zu können. Wenn Populationen auf derartige Herausforderungen treffen, müssen sie sich entweder an die sich verändernden Bedingungen anpassen, sie tolerieren oder mittels aktiver Ausbreitung nachverfolgen. Ist nichts davon möglich, sind Extinktionen unvermeidbar. Besonders, wenn nicht nur mittlere Tendenzen (wie z.B. eine Erhöhungen der globalen mittleren Temperatur), sondern auch die Variabilität von Umwelten Veränderungen ausgesetzt sind, ist die Fähigkeit der Anpassung an diese essentiell. In dem beantragten Modellierungs-Projekt möchte ich untersuchen, unter welchen Bedingungen entweder das Ausbreitungsverhalten, phänotypische Plastizität oder erhöhte Evolvierbarkeit optimale Mechanismen für Adaptation im weitesten Sinne darstellen. Dafür werde ich ein Modell einer annuellen Spezies benutzen, welche in räumlich strukturierten Populationen lebt. Dieses Modell wurde bereits erfolgreich auf verschiedene öko-evolutionäre Fragestellungen angewendet. Die simulierten Individuen werden verschiedene heritable Strategien aufweisen, welche (1) die Nischenbreite (d.h. den Grad an phänotypischer Plastizität), (2) den Grad der Evolvierbarkeit (implementiert als die Mutationsrate bezüglich lokaler Adaptation) und (3) die Neigung zur Emigration aus dem natalen Habitat definieren. In einem ersten Arbeitspaket werde ich mich auf die Evolution von Plastizität und Evolvierbarkeit konzentrieren, während die Emigrationswahrscheinlichkeit als konstant angenommen wird. Evolution der letzteren wird in einem zweiten Arbeitspaket berücksichtigt. Dieser Ansatz erlaubt es, die Rolle und den potentiellen Beitrag jedes einzelnen dieser Mechanismen zum Überleben der Art zu quantifizieren. In diesen ersten beiden Ansätzen werde ich nur zeitliche Veränderungen der Umwelt berücksichtigen und dabei die Rolle des Raums, besonders in Bezug auf die räumliche Autokorrelation von Strategien und Landschaftsparametern, ignorieren. In einem dritten Arbeitspaket werde ich dann explizit den Einfluss des Raums untersuchen und die öko-evolutionäre Dynamik von Plastizität, Evolvierbarkeit und Dispersal während Perioden der Ausdehnung von Verbreitungsgebieten sowie klimagetriebenen Arealverschiebungen untersuchen. Die Ergebnisse des beantragten Projekts werden nicht nur von Nutzen für die Projektion zukünftiger Ökosystemveränderungen sein, sondern auch unser Verständnis der Rolle (epi)genetischer Prozesse für die Ökologie und Evolution von Arten erweitern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. Alexander Kubisch, bis 5/2017