Die Rolle genetischer Diversität in der Beziehung zwischen Biodiversität und Ökosystemfunktionen

• Antragsteller: Dr. Walter Durka; Professor Dr. Markus Fischer
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 35758305

Die Rolle der genetischen Diversität (GD) wurde bislang im Kontext der Beziehung von Biodiversität und Ökosystemfunktionen wenig beachtet. Allerdings beruht das Funktionieren eines Ökosystems sowohl auf der GD innerhalb einer Art, als auch auf der GD zwischen Arten und deren Wechselwirkungen.Unterschiede in der Artenvielfalt können ebenfalls zu Veränderungen in der GD führen und somit evolutive Prozesse hervorrufen. In unserem Projekt werden wir sowohl die Rolle der GD auf die Leistung von Pflanzen untersuchen, als auch den Einfluss der Artendiversität (AD) auf GD bestimmen. Das Projekt hat vier Arbeitspakete (AP).AP 1: Der Einfluss experimenteller GD und experimenteller AD auf das PflanzenwachstumIm Hauptexperiment haben wir in einem faktoriellem Design die AD mit GD (erzielt durch unterschiedliche Anzahl an Samenfamilien) auf 24 1-mu Flächen kombiniert. Wir werden die Leistung aller Bäume untersuchen (Biomasseproduktion, Wachstumsmuster, Herbivorie, Pathogenbefall).AP 2: Der Einfluss experimenteller AD auf die genetische Variation von Phytometer- BäumenAnhand von regulär im Hauptexperiment gepflanzten, sogenannten residenten, Phytometer- Bäumen, und zusätzlich in allen Plots gepflanzten, zusätzlichen Phytometer-Bäumen bekannter Samenfamilien können wir die genetische Variation in der Pflanzenleistung und die relative Rolle genetischer Variation und phänotypischer Plastizität (PP) untersuchen.Aufgabe 1: Residente Phytometer (12 Arten, >10 000 Individuen).Aufgabe 2: Zusätzliche Phytometer (eine Art, Machilus thunbergii, in allen Plots, >7000 Individuen).Wir werden die Leistung aller Phytometer untersuchen (s. AP1), um so den Einfluss genetischer Variation, PP und genetischer Variation in PP in der Reaktion auf AD zu analysieren.AP 3: Der Effekt von natürlicher AD auf genetische VariationIn der vorigen Phase haben wir hunderte Klone von sieben Straucharten aus den CSPs gepflanzt. Mit diesem Experiment werden die Zusammenhänge zwischen Artenvielfalt der CSPs und quantitativer genetischer Variation untersucht. Ferner werden wir Klone zurück in CSPs mit hoher und niedriger AD verpflanzen, um den Einfluss von PP und genetischer Variation für das Wachstum zu bestimmen, und um auf Anpassung an eine bestimmte AD zu testen. Falls eine Verpflanzung in die CSPs nicht möglich ist, werden die Klone in Plots hoher bzw. niedriger AD im Hauptexperiment verpflanzt. AP 4: Blühen und ReproduktionLangfristig ergibt sich hohe genetische Diversität nicht nur durch unterschiedliches Wachstum und Überleben etablierter Bäume, sondern zunehmend auch durch eine unterschiedliche Rekrutierung von Nachkommen. Als ersten Schritt zur Bestimmung der Leistung der Nachkommen in Abhängigkeit von der AD, werden wir Blüten-, Frucht- und Samenansatz der breits blühenden Arten des Hauptexperiments aufnehmen. Zusammenfassend untersucht unser Teilprojekt in umfassender Weise den Einfluss der AD auf die GD, und die Rolle der GD für die Leistung von Pflanzen und Pflanzengemeinschaften.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 891: The role of tree and shrub diversity for production, erosion control, element cycling, and species conservation in Chinese subtropical forest ecosystems
• Internationaler Bezug: China, Schweiz
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Xiao-Yong Chen; Dr. Stefan Michalski; Professor Dr. Zhengwen Wang