Quantifizierung und zeitliche Charakterisierung mariner Biogeographie über das Phanerozoikum
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Verständnis der räumlichen Verbreitung von Lebewesen war noch nie so dringlich wie angesichts des sich entwickelnden anthropogenen Klimawandels. Traditionelle Ansätze der Biogeographie stützten sich auf subjektive Kriterien und spezifische Leitfossilien. Das Hauptziel des Projekts bestand darin, unter Verwendung der Paleobiology Database (PaleoDB), einer Datenbank zur Erfassung von Fossilvorkommen, die bestimmenden Faktoren der marinen Biogeographie sowie die Auswirkungen von Änderungen des Klimas und der kontinentalen Konfiguration und auch Massensterben auf die marine Biogeographie zu untersuchen. Um eine Grundlage für globale biogeographische Schemata zu schaffen, wurde ein objektives biogeographisches Partitionierungsschema unter Verwendung von Daten zum Vorkommen moderner mariner Invertebraten aus dem Ocean Biogeographic Information System und der Netzwerktheorie erstellt. Die umrissenen biogeographischen Einheiten schienen von Ausbreitungsbarrieren (Landmassen- und Ozeanbeckenverteilung) und durchschnittlichen Meerwassertemperaturen bestimmt zu sein. Die Ausweitung dieses Ansatzes auf Daten von Fossilvorkommen in der PaleoDB führte zu bemerkenswert ähnlichen Mustern der Biogeographie. Eine erweiterte Methode ermöglichte auch die Definition von zeitverfolgbaren Einheiten, die bestätigten, dass die biogeographische Strukturierung in den letzten 10 Millionen Jahren bemerkenswert stabil blieb. Auf deep time angewendet, hob die skizzierte räumlich-zeitliche Struktur mariner biogeographischer Einheiten die tiefgreifenden Auswirkungen des Massensterbens auf die räumliche Strukturierung der marinen Lebewesen und ihre Fähigkeit, ihre Provinzialität drastisch zu reduzieren, hervor. Nach dem Zerfall des Superkontinents Pangaea nahm die Provinzialität jedoch mit den sich entwickelnden Ausbreitungsbarrieren zu. Uniformitarische Simulationen unterstützen diese Zunahme der Provinzialität seit dem frühen Mesozoikum und legen nahe, dass das kühle Klima auch den Beginn der modernen Biogeographie bestimmt hat. Die Partitionierungsmethode erwies sich als effektiv bei der Definition skalierbarer biogeographischer Schemata und endemischer Zentren auf der Grundlage modellierter moderner und in die Zukunft projizierter Verteilungen mariner Arten. Die Ergebnisse legen nahe, dass sich kurzlebige Taxa nicht auf Gebiete mit hohem Artenreichtum konzentrieren (z. B. das Korallendreieck und die Karibik), und dass sich ihre Verbreitung bis zum nächsten Jahrhundert etwas verändern könnte. Das Projekt führte zur Entwicklung von drei Software-Paketen für die R-Entwicklungsumgebung, einschließlich Methoden für geographisches Rastern (icosa), Diversitätsdynamiken (divDyn) und die Berechnung biogeographischer Partitionen aus Vorkommensdaten (obigeo).
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- 2018. Marine invertebrate migrations trace climate change over 450 million years. Global Ecology and Biogeography
Reddin, C. J., Kocsis, Á. T. and Kiessling, W.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1111/geb.12732) - 2018. The biogeographical imprint of mass extinctions. Proceedings of the Royal Society B 285:20180232
Kocsis, Á. T., Reddin, C. J. and Kiessling, W.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1098/rspb.2018.0232) - 2018. The stability of coastal benthic biogeography in the coastal ocean. Global Ecology and Biogeography. Global Ecology and Biogeography 27: 1106- 1120
Kocsis, Á. T., Reddin, C. J. and Kiessling, W.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1111/geb.12771) - 2019 Climate change and the latitudinal selectivity of ancient marine extinctions. Paleobiology 45(1):70-84
Reddin, C. J., Kocsis, Á. T. and Kiessling, W.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1017/pab.2018.34) - 2019. The R package divDyn for quantifying diversity dynamics using fossil sampling data. Methods in Ecology and Evolution 10 (5):735-74
Kocsis, Á. T., Reddin, C. J., Alroy, J. and Kiessling, W.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1111/2041-210X.13161) - (2020) Marine clade sensitivities to climate change conform across timescales. Nature Climate Change 10, 149-253
Reddin, C. J., Nätscher, P. S., Kocsis, Á. T., Pörtner, H.-O. and Kiessling, W.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1038/s41558-020-0690-7)
