Wildes Los Angeles: Ein landschaftsgenomischer Vergleich multipler Arten am Übergang zwischen dem urbanen und natürlichen Lebensraum

• Antragsteller: Dr. Joscha Beninde
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen ; Evolution, Anthropologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 415980344

Urbanisierung geht vielfach mit einer dauerhaften Zerstörung des ursprünglichen, natürlichen Ökosystems einher. Im Hinblick auf eine weltweit rasante Zunahme an urbaner Fläche und mit dem Ziel, die Biodiversität in Städten zu erhalten, ist ein besseres Verständnis von Auswirkungen von Urbanisierung auf evolutive Veränderung von Arten notwendig. Die Erhaltung von Arten wird durch die Fähigkeit von reproduktionsfähigen Individuen sichergestellt, sich zwischen geeigneten Habitatflächen bewegen zu können. Der resultierende Genfluss ermöglicht die Verbreitung von Anpassungen, die Verringerung negativer Effekte von Inzucht und die Aufrechterhaltung natürlicher Metapopulationsdynamiken. Die hier aufgeworfenen Forschungsfragestellungen beziehen sich auf die für die Verbreitung von urbanen Arten verantwortlichen ökologischen Faktoren. Entlang der Übergänge zwischen urbanen und natürlichen Lebensräumen in Greater Los Angeles, sollen sieben Paare von phylogenetisch ähnlichen Arten, mit entweder großem oder kleinem Verbreitungsgebiet im urbanen Raum, mittels genomischer Techniken analysiert werden. Die Quantifizierung unterschiedliche Muster im Genfluss dieser Paare soll die erstmalige Beschreibung und Charakterisierung urbaner Generalisten und urbaner Spezialisten zulassen, zwei bislang in der Literatur nicht erwähnte ökologische Kategorien. Ermöglicht wird dies durch die Anwendung neuester genomischer Verfahren (Next Generation Sequencing). Im Speziellen werden wir 'Singe Nucleotide Polymorphisms' (SNPs) generieren und so in unvorhergesehener Auflösung die für Genfluss maßgeblichen ökologischen Faktoren für multiple Arten identifizieren. Bislang existieren lediglich eine Handvoll Studien, die mehr als zwei Arten in derselben Versuchsfläche untersucht haben, wobei keine dieser Studien sich dem urbanen Raum widmet oder die hier vorgeschlagene Methodik anwendet. Darüber hinaus werde ich die neusten statistischen Verfahren anwenden, bspw. eine landschaftsgenomische Optimierungstechnik, mit der Rückschlüsse aus landschaftsgenetischen Studien präziser werden. In vorherigen Publikationen habe ich diese Methodik bereits im Zusammenhang mit urbanen Arten angewendet. Pflanzen, Wirbellose und Wirbeltiere eingeschlossen, baut dieses Vorhaben auf aktuellen Forschungsentwicklungen auf und rückt die Rolle, die Evolution für den Erhalt von urbaner Biodiversität einnimmt, in den Vordergrund. Mit einer wachsenden Stadtbevölkerung und der Notwendigkeit, lokale Lösungen für die Anpassung an den Klimawandel zu finden, wird urbane Biodiversität eine immer größere Bedeutung erlangen um Ökosystemdienstleistungen, wie bspw. menschliche Gesundheit, gewährleisten zu können. Durch die Replikate multipler Arten, wird dieses Forschungsvorhaben entscheidende und bislang vollkommen fehlende Voraussetzungen für ein Gesamtverständnis der Mechanismen schaffen, die Genfluss in urbanen Lebensräumen steuern, um somit urbane Biodiversität zu fördern und zu erhalten.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. H. Bradley Shaffer